Imaginar cómo lucía el planeta Tierra hace 525 millones de años no es una tarea fácil, ya que gran parte de la diversidad biológica que habita todos los rincones del globo, llegando incluso a alterar su aspecto y dinámica, no existían. Se trata de un mundo sin mamíferos ni aves, sin grandes cardúmenes de peces surcando las aguas y sin animales vertebrados. Los mares rebosaban de vida macroscópica, pero eran diferentes grupos de invertebrados, como los artrópodos, los que dominaban el ecosistema. Si alguien hubiera podido bucear en aquellos primitivos mares, tal vez hubiera imaginado un futuro en el que los artrópodos conquistaran también la tierra firme y los cielos… ¿O acaso es ese el mundo en el que vivimos, rodeados de una inimaginable variedad de artrópodos de lo más variopintos?
Vertebrados
Si apartamos a los artrópodos de la ecuación y empezamos a pensar en animales, probablemente vengan a nuestras mentes seres vivos de lo más diversos como humanos, perros, gatos, chanchos, vacas, gallinas, elefantes, tiburones o bacalaos, entre muchos otros. A pesar de la gran diversidad aparente de todos estos animales, una observación más detallada nos revela que todos seguimos un patrón estructural básico, no presente en una araña, un bicho bolita, una lombriz o una estrella de mar. Esto se debe a que se trata de animales que pertenecen al grupo de los Vertebrata, caracterizados como su nombre indica, por la presencia de una columna vertebral mineralizada en mayor o menor medida (como ocurre en el caso de los tiburones).
Durante décadas, biólogos y paleontólogos trabajaron arduamente en la determinación de las características básicas que compartimos todos los vertebrados, más allá de las vértebras mismas, para construir un modelo teórico de nuestro antepasado común. El resultado al que arribaron fue un animal extremadamente sencillo, con apenas los órganos necesarios para desplazarse, alimentarse, respirar y reproducirse. Sorprendentemente, en 1846, el gran anatomista Richard Owen (1804-1892), había descripto a un pequeño animal que contaba con estas características: el anfioxo, un pequeño pez sin vértebras ni mandíbulas, pero con una estructura proteica similar al interior de la médula espinal. ¿Habían encontrado vivo al antepasado de todos los vertebrados? En paleontología las cosas nunca son tan sencillas.
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| Fotografía de un anfioxo actual. |
Cordados
Todos los vertebrados pertenecen a un grupo mayor llamado Chordata. En este gran grupo, además de los vertebrados, se encuentran los Cephalochordata y los Urochordata. Los anfioxos pertenecen a los Cephalochordata, por lo tanto, tenemos con ellos un antepasado cordado, no vertebrado, que sería aquel modelo teórico que mencionamos previamente. Aunque las modificaciones macroscópicas de los anfioxos parecen menos evidentes, han tenido tanto tiempo para evolucionar y cambiar como nosotros. Con esto en mente, paleontólogos de todo el mundo se lanzaron a la búsqueda de un fósil de este animal teórico en las rocas más antiguas con fósiles.
Evolución cámbrica
Cuando en 1911, Charles Doolittle Walcott (1850-1927) descubrió a Pikaia, un organismo similar a un anfioxo de hace 505 millones de años atrás, no fue consciente del revolucionario descubrimiento que había realizado. No fue hasta muchos años después de su fallecimiento, en 1979, cuando Simon Conway Morris clasificó a Pikaia como un cordado, antepasado de todos los vertebrados, en donde claramente se veían muy desarrolladas todas las estructuras que caracterizarán posteriormente a los vertebrados. Durante 12 años, Pikaia, de las Lutitas de Burgess en Canadá, fue estudiado como aquel antiguo antepasado de todos los vertebrados. Sin embargo, cuando contamos con un fósil que tiene presentes todo un grupo de características muy desarrolladas, significa que existen antepasados, unos pocos miles o millones de años anteriores, que presentan las mismas características, pero menos desarrolladas.
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| Reconstrucción de Pikaia por Nobu Tamura. |
En una aldea de China
En 1991, el paleontólogo 侯先光 Hóu Xiānguāng se encontraba en la provincia de 云南 Yúnnán, en el Suroeste de China, cerca de una aldea llamada 澄江 Chéngjiāng, ya que desde 1984 sabía de la existencia de antiguos fósiles cámbricos de preservación excepcional en esa región. Entre los fósiles que descubrió en su campaña de 1991 se encontraba un extraño animal vermiforme. Al principio 侯先光 Hóu Xiānguāng pensó que podía tratarse de algún tipo de gusano y por esta razón lo nombró 云南虫 Yúnnán chóng, que podemos traducir como “gusano de Yúnnán”. Poco tiempo después, descubrió otro animal similar en otra campaña paleontológica. Aunque ambos fósiles parecían pertenecer a animales similares, a 侯先光 Hóu Xiānguāng le quedó claro que se trataba de dos animales diferentes, pero estrechamente emparentados; en particular, 云南虫 Yúnnán chóng tenía las características menos desarrolladas que el segundo fósil e incluso parecía carecer de una cabeza diferenciada e incluso ojos. Ese mismo año, 侯先光 Hóu Xiānguāng presentó al animal bajo el nombre científico de Yunnanozoon lividum, respetando el nombre informal en chino, fue así nombrado por la provincia donde fue encontrado 云南 Yúnnán junto al sufijo griego zoon que significa animal, y lividum por el color plomo que caracteriza a la mayoría de los fósiles.
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| 侯先光 Hóu Xiānguāng observa un fósil de 澄江 Chéngjiāng durante una entrevista para el 云南网 Yúnnán wǎng. |
Luego de pasar largas horas estudiando los fósiles, 舒德干 Shū Dégàn, colega de 侯先光 Hóu Xiānguāng determinó que Yunnanozoon poseía características que lo ubicarían como un antepasado de los primeros cordados, es decir, que sus descendientes habrían dado lugar a los primeros cordados.
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| Primeros fósiles de Yunnanozoon publicados por 侯先光 Hóu Xiānguāng en 1991. Escala de 5 mm. |
Fósiles en detalle
En los siguientes años se desenterraron muchos especímenes de Yunnanozoon, algunos muy bien preservados y que permitían observar con mayor detalle algunas características internas. Al tratarse de un animal de unos pocos centímetros de largo, preservado como un molde o una carbonización dentro de una laja, los estudios no fueron fáciles y las marcas en las rocas provocaron intensos debates. 陈均远 Chén Jūnyuǎn, determinó que el animal tenía una serie de 7 pares de arcos branquiales, que daban sostén a la parte anterior del tubo digestivo y permitían la respiración y la alimentación por filtración. Además, descubrió que todo el tubo digestivo siempre aparecía repleto de sedimentos, lo que evidenciaba que el animal no cazaba, ni se alimentaba de algas, sino que procesaba pequeñas partículas de sedimento para extraer materia orgánica y así nutrirse. No obstante, lo que más llamó la atención a nivel internacional, fue que 陈均远 Chén Jūnyuǎn identificó la presencia de una notocorda, la característica fundamental de todos los cordados.
La notocorda es una estructura proteica dorsal que fue fundamental en la evolución de nuestros más antiguos antepasados. Mientras que los artrópodos aprovechan su exoesqueleto para anclar la musculatura y poder así aplicar fuerza para mover su cuerpo, los cordados no contamos con tales estructuras externas. Si miramos un vertebrado moderno, podemos ver que el proceso se replica con nuestros huesos: la musculatura tira de ellos y se ancla en otros para permitir el movimiento. Sin embargo, los primeros cordados no contaban con estas estructuras mineralizadas. En su lugar evolucionó una fibra proteica muy flexible a lo largo de todo su cuerpo. A partir de ella podían anclarse una serie de músculos laterales que, contrayéndose alternativamente, podían impulsar a un animal sin ningún tipo de aletas de forma similar a como lo hace la aleta caudal de un pez moderno. La notocorda nunca desapareció completamente: en el desarrollo temprano de cada vertebrado, las células que en los animales cámbricos daban lugar a la notocorda se diferencian aún más y permiten la mineralización a su alrededor, para formar la columna vertebral.
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| Reconstrucción de Yunnanozoon lividum por Cyrus Theedishman. |
Una estrella mundial
En 1995, 陈均远 Chén Jūnyuǎn publicó un pequeño artículo en la revista científica Nature, en el que presentaba a Yunnanozoon como un posible cordado cámbrico, anterior al famoso Pikaia y que podría ser el antepasado cordado más antiguo jamás registrado. Las fotografías y esquemas que adjuntó 陈均远 Chén Jūnyuǎn impactaron a la comunidad paleontológica internacional, que rápidamente comenzó a identificar a Yunnanozoon como nuestro antepasado más antiguo conocido. Al no tener una cabeza diferenciada, ni ojos, ni un corazón, ni músculos muy especializados, es poco probable que se encuentre un antepasado cordado menos diferenciado. La única salvedad que muchos autores chinos han realizado es que, en la parte anterior del animal, se aprecian dos pliegues laterales en la zona en donde posteriormente se desarrollarán las extremidades delanteras. Tal vez algún día descubramos un fósil con todas las características de Yunnanozoon, pero sin estos curiosos pliegues que debieron haber favorecido su escasa movilidad natatoria.
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| Interpretación del fósil por 陈均远 Chén Jūnyuǎn. no: notocorda. |
Una clasificación compleja
No todo es color de rosa en paleontología. Desde la publicación de 1995, diversos autores analizaron los fósiles de Yunnanozoon e intentaron clasificarlo. Respecto de esa varilla que fue identificada como la notocorda, algunos autores no están convencidos de que se trate de una verdadera notocorda. Un pequeño grupo de paleontólogos chinos cree que podría tratarse de un animal anterior a los cordados, aunque lo reconocen como su antepasado directo. Aunque es verdad que clasificarlo como el animal que dará lugar a los cordados o el primer cordado es una diferencia relativamente sutil, es importante para determinar los pasos que siguió la evolución hacia los vertebrados modernos. El segundo fósil descubierto por 侯先光 Hóu Xiānguāng, que era muy similar a Yunnanozoon, y que fue llamado Haikouella, puede ser esgrimido como el primer cordado. Si Haikouella es el cordado más antiguo conocido, nuestro antepasado tenía ojos, una cabeza diferenciada y corazón, si Yunnanozoon lo es, no contaba con estas características y posteriormente el cordado Haikouella las desarrollaría.
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| Comparación entre A: Yunnanozoon y B: Haikouella. Ba: arcos branquiales; Go: gónadas; Pt: dentículos faríngeos. |
Un pequeño grupo de paleontólogos chinos ni siquiera está convencido de que Yunnanozoon pueda encontrarse en esta región del árbol de la vida y lo clasifican como Vetulicolia, un extraño grupo de animales cámbricos de formas tan curiosas que aún no ha sido posible ubicarlos en un cladograma y permanecen como un grupo de afinidad incierta, posiblemente emparentados con los cordados o con los Xenambulacria (grupo al que pertenecen los erizos y las estrellas de mar).
Nuestro antepasado chino
A pesar de que la discusión sigue abierta y todavía las nuevas tecnologías y descubrimientos fósiles pueden aportar mucho a la discusión, la gran mayoría de paleontólogos actuales ubica a Yunnanozoon como uno de los primeros animales cordados que dieron lugar a la gran diversidad de vertebrados actuales. Luego de tantas discusiones raciales y especistas, ¿quién hubiera dicho que todos seríamos descendientes de un chino? En la República Popular China no hay ningún museo de ciencia, geología o paleontología que no tenga exhibido al público un fósil real, una copia o una reconstrucción de Yunnanozoon, uno de los grandes orgullos de la paleontología china.
(1) Hou Xianguang y colaboradores (1991), Composition and preservation of the Chengjiang fauna - a Lower Cambrian Soft-bodied biota. Zoologica Scripta, Vol. 20, No. 4.
(2) Chen, J.Y. y colaboradores (1995) A possible Early Cambrian chordate. Letters to Nature.
(3) Chen, Ailin y Huang, Diying (2008) Gill rays of primitive vertebrate Yunnanozoon from Early Cambrian: a first record. Front. Biol. China, 3(2)
(4) 第一届“兴滇人才奖”获奖人侯先光
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