La investigación proporciona nuevos conocimientos sobre la evolución temprana de los animales.

Investigadores dirigidos por Shuhai Xiao en Virginia Tech han descubierto un fósil de esponja marina de 550 millones de años de antigüedad, lo que pone de relieve una brecha de 160 millones de años en el registro fósil. Este fósil, que sugiere que las primeras esponjas carecían de esqueletos minerales, proporciona nuevos conocimientos sobre la evolución de uno de los animales más antiguos e influye en la forma en que los paleontólogos buscan esponjas antiguas.

A primera vista, la simple esponja marina no parece una criatura misteriosa. Sin cerebro. Sin agallas. No hay problema con que data de hace 700 millones de años. Sin embargo, los convincentes fósiles de esponjas se remontan a sólo unos 540 millones de años, lo que deja un vacío de 160 millones de años en el registro fósil.

En un artículo publicado el 5 de junio en la revista naturalezael geobiólogo de Virginia Tech, Shuhai Xiao, y sus colaboradores informaron sobre una esponja marina de 550 millones de años de “años perdidos” y sugirieron que incluso las esponjas marinas más antiguas aún no habían desarrollado esqueletos minerales, proporcionando nuevos criterios para buscar fósiles perdidos.

El misterio de la desaparición de las esponjas marinas gira en torno a una paradoja. Las estimaciones del reloj molecular, que implican medir el número de mutaciones genéticas que se acumulan con el tiempo, sugieren que las esponjas debieron haber evolucionado hace unos 700 millones de años. Sin embargo, no se han encontrado fósiles de esponjas convincentes en rocas tan antiguas.

Durante muchos años, este misterio ha sido objeto de debate entre zoólogos y paleontólogos.

Este último descubrimiento completa el árbol genealógico evolutivo de uno de los animales más antiguos, explicando su notoria ausencia en rocas antiguas y conectando los puntos con las preguntas de Darwin sobre cuándo evolucionaron.

El descubrimiento pionero de Xiao

Xiao, recientemente nombrado miembro de la Academia Nacional de Ciencias, vio el fósil por primera vez hace cinco años, cuando un colaborador le envió una fotografía de un espécimen excavado a lo largo del río Yangtze en China. «Nunca antes había visto algo así», dijo Xiao, miembro de la facultad de la Facultad de Ciencias. “Casi de inmediato me di cuenta de que era algo nuevo”.

Xiao y sus colegas de la Universidad de Cambridge y el Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing comenzaron a descartar posibilidades una por una: ni ascidias, ni anémonas de mar, ni corales. ¿Podría ser una antigua y esquiva esponja marina?, se preguntaron.

Shuhai Xiao, geobiólogo de Virginia Tech, y sus colegas informaron sobre un fósil de esponja marina de 550 millones de años de antigüedad, llenando un vacío en el árbol genealógico evolutivo de uno de los animales más antiguos. Foto de Spencer Coppage para Virginia Tech. Crédito: Spencer Coppage para Virginia Tech

En un estudio anterior publicado en 2019, Xiao y su equipo sugirieron Las primeras esponjas no dejaron fósiles porque no desarrollaron la capacidad de generar las estructuras duras en forma de agujas, conocidas como espículas, que caracterizan a las esponjas marinas actuales.

Los miembros del equipo de Xiao rastrearon la evolución de las esponjas a través del registro fósil. A medida que retrocedieron en el tiempo, las espículas de la esponja se volvieron de composición más orgánica y menos mineralizadas.

«Si se extrapola, las primeras criaturas probablemente eran criaturas de cuerpo blando con esqueletos completamente orgánicos y sin ningún mineral», dijo Xiao. «Si esto es cierto, sólo podrían sobrevivir a la fosilización en condiciones muy especiales, donde la rápida fosilización supera a la descomposición».

Más tarde, en 2019, el equipo de investigación internacional de Xiao encontró un fósil de esponja conservado en tales condiciones: una fina capa de roca carbonatada marina que se sabe que preserva una gran cantidad de animales de cuerpo blando, incluidos algunos microorganismos. Los animales móviles más antiguos..

«La mayoría de las veces, este tipo de fósil se pierde en el registro fósil», dijo Xiao. «El nuevo descubrimiento proporciona una ventana a los primeros animales antes de que se conviertan en partes sólidas».

Nuevo descubrimiento de fósiles y sus implicaciones

La superficie del nuevo fósil de esponja está salpicada de una compleja serie de cajas regulares, cada una dividida en cajas más pequeñas e idénticas.

«Este patrón específico sugiere que nuestras esponjas marinas fosilizadas están más estrechamente relacionadas con una especie en particular Clasificar «Está hecho de esponja de vidrio», dijo Xiaoping Wang, investigador postdoctoral en el Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing y la Universidad de Cambridge.

Otro aspecto inesperado del nuevo fósil de esponja es su tamaño. «Cuando buscaba fósiles de esponjas tempranas, esperaba que fueran muy pequeños», dijo el colaborador Alex Liu de la Universidad de Cambridge. «El nuevo fósil mide aproximadamente 15 pulgadas de largo y tiene un cuerpo cónico relativamente complejo, lo que desafía muchas de nuestras expectativas sobre la apariencia de las primeras esponjas».

Si bien el fósil llena algunos años faltantes, también proporciona a los investigadores una guía importante sobre cómo buscar estos fósiles, lo que se espera que amplíe la comprensión de la evolución animal temprana en el futuro.

«El descubrimiento sugiere que las primeras esponjas pueden haber sido esponjosas pero no vidriosas», dijo Xiao. «Ahora sabemos que necesitamos ampliar nuestra visión cuando buscamos esponjas tempranas».

Referencia: “Una fauna de esponjas del grupo de la corona de Ediacara tardía” por Xiaoping Wang, Alexander J. Liu, Zhi Chen, Chengxi Wu, Yarong Liu, Bin Wan, Qi Pang, Quanming Zhou, Shunlai Yuan y Shuhai Xiao, 5 de junio de 2024. naturaleza.
DOI: 10.1038/s41586-024-07520-y