Los tiburones vivos a menudo se representan como los depredadores del ápice del reino marino. Los paleontólogos han podido identificar fósiles de sus ancestros extintos que se remontan a cientos de millones de años, a una época conocida como el período Paleozoico. Estos primeros "tiburones", conocidos como acanthodians, estaban erizados de espinas. A diferencia de los tiburones modernos, desarrollaron una "armadura" ósea alrededor de sus aletas emparejadas.

Un descubrimiento reciente de una nueva especie de acanthodian de China sorprendió a los científicos por su antigüedad. El hallazgo es anterior en unos 15 millones de años a los primeros fósiles de cuerpos de acantodios y es el pez con mandíbula indiscutible más antiguo.

Estos hallazgos fueron publicados en Nature el 28 de septiembre.

Reconstruido a partir de miles de diminutos fragmentos esqueléticos, Fanjingshania, llamado así por el famoso Fanjingshan, declarado Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO, es un pez extraño con una "armadura" ósea externa y varios pares de espinas en las aletas que lo diferencian de los peces vivos con mandíbulas, los tiburones cartilaginosos y las rayas. y peces óseos con aletas radiales y lobuladas.

El examen de Fanjingshania realizado por un equipo de investigadores de la Academia de Ciencias de China, la Universidad Normal de Qujing y la Universidad de Birmingham reveló que la especie está anatómicamente cerca de grupos de "tiburones" espinosos extintos conocidos colectivamente como acanthodians. A diferencia de los tiburones modernos, los acanthodians tienen osificaciones en la piel de la región del hombro que ocurren primitivamente en los peces con mandíbula.

Los restos fósiles de Fanjingshania se recuperaron de muestras de lecho óseo de la Formación Rongxi en un sitio en el condado de Shiqian de la provincia de Guizhou, en el sur de China.

Estos hallazgos presentan evidencia tangible de una diversificación de los principales grupos de vertebrados decenas de millones de años antes del comienzo de la llamada "Era de los Peces" hace unos 420 millones de años.

Los investigadores identificaron características que diferencian a Fanjingshania de cualquier vertebrado conocido. Tiene placas dérmicas en la cintura escapular que se fusionan como una unidad con varias espinas pectorales, prepectorales y prepélvicas. Además, se descubrió que las porciones ventral y lateral de las placas de los hombros se extienden hasta el borde posterior de las espinas de las aletas pectorales. La especie tiene escamas distintivas en el tronco con coronas compuestas por una fila de elementos similares a dientes (odontoides) adornados por crestas nodulares discontinuas. Curiosamente, el desarrollo de la dentina se registra en las escamas, pero falta en otros componentes del esqueleto dérmico, como las espinas de las aletas.

"Este es el pez con mandíbula más antiguo con anatomía conocida", dijo el profesor Zhu Min del Instituto de Paleontología y Paleoantropología de Vertebrados (IVPP) de la Academia de Ciencias de China. "Los nuevos datos nos permitieron ubicar a Fanjingshania en el árbol filogenético de los primeros vertebrados y obtener información muy necesaria sobre los pasos evolutivos que conducen al origen de importantes adaptaciones de los vertebrados, como las mandíbulas, los sistemas sensoriales y los apéndices emparejados".

Desde el principio, quedó claro para los científicos que la cintura escapular de Fanjingshania, con su variedad de espinas en las aletas, es clave para identificar la posición de la nueva especie en el árbol evolutivo de los primeros vertebrados. Descubrieron que un grupo de acanthodians, conocidos como climatiids, poseen el complemento completo de espinas de hombro reconocidas en Fanjingshania. Además, en contraste con el desarrollo normal de la placa dérmica, las osificaciones pectorales de Fanjingshania y los climatoides se fusionan con escamas de tronco modificadas. Esto se ve como una especialización de la condición primitiva de los vertebrados con mandíbula donde las placas óseas crecen a partir de un único centro de osificación.

Inesperadamente, los huesos fósiles de Fanjingshania muestran evidencia de una extensa reabsorción y remodelación que generalmente se asocian con el desarrollo esquelético en peces óseos, incluidos los humanos.

"Este nivel de modificación del tejido duro no tiene precedentes en los condrictios, un grupo que incluye a los peces cartilaginosos modernos y sus ancestros extintos", dijo el autor principal, el Dr. Plamen Andreev, investigador de la Universidad Normal de Qujing. "Habla de una plasticidad de desarrollo mayor de lo que se entiende actualmente del esqueleto mineralizado al comienzo de la diversificación de los peces con mandíbula".

Las características de reabsorción de Fanjingshania son más evidentes en las escamas aisladas del tronco que muestran evidencia de desprendimiento similar a un diente de los elementos de la corona y la eliminación del hueso dérmico de la base de la escama. Los especímenes de sección delgada y los cortes de tomografía muestran que esta etapa de reabsorción fue seguida por el depósito de elementos de corona de reemplazo. Sorprendentemente, los ejemplos más cercanos de esta remodelación esquelética se encuentran en la dentición y los dientes de piel (dentículos) de peces óseos vivos y extintos. En Fanjingshania, sin embargo, la reabsorción no apuntó a dientes o dentículos individuales, como ocurrió en los peces óseos, sino que eliminó un área que incluía dentículos de escamas múltiples. Este peculiar mecanismo de reemplazo se parece más a la reparación esquelética que a la típica sustitución de diente/dentículo de los vertebrados con mandíbula.

Una hipótesis filogenética para Fanjingshania que utiliza una matriz numérica derivada de caracteres observables confirmó la hipótesis inicial de los investigadores de que la especie representa una rama evolutiva temprana de condrictios primitivos. Estos resultados tienen profundas implicaciones para nuestra comprensión de cuándo se originaron los peces con mandíbula, ya que se alinean con las estimaciones del reloj morfológico para la edad del ancestro común de los peces cartilaginosos y óseos, que datan de hace unos 455 millones de años, durante un período conocido como el Ordovícico.

Estos resultados nos dicen que la ausencia de restos indiscutibles de peces con mandíbulas de la edad del Ordovícico podría explicarse por la falta de muestreo de secuencias de sedimentos de antigüedad comparable. También apuntan hacia un fuerte sesgo de conservación contra dientes, mandíbulas y fósiles de vertebrados articulados en estratos coetáneos con Fanjingshania.

"El nuevo descubrimiento cuestiona los modelos existentes de evolución de los vertebrados al condensar significativamente el período de tiempo para la aparición de peces con mandíbulas de sus ancestros más cercanos sin mandíbulas. Esto tendrá un profundo impacto en la forma en que evaluamos las tasas evolutivas en los primeros vertebrados y la relación entre morfológico y molecular. cambio en estos grupos", dijo el Dr. Ivan J. Sansom de la Universidad de Birmingham. + Explora más

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