Los paleontólogos de la Universidad de Toronto (U of T) y el Museo Real de Ontario (ROM) en Toronto han revisado por completo una antigua criatura marina diminuta pero excepcionalmente feroz llamada Habelia optata eso ha confundido a los científicos desde que se descubrió por primera vez hace más de un siglo.

La investigación del autor principal Cédric Aria, recién graduado del programa de doctorado en el departamento de ecología y biología evolutiva de la Facultad de Artes y Ciencias de la U of T, y el coautor Jean-Bernard Caron, curador principal de paleontología de invertebrados en el ROM y profesor asociado en los departamentos de ecología y biología evolutiva y ciencias de la Tierra en la U of T, se publica hoy en Biología Evolutiva BMC .

Aproximadamente 2 cm de largo con una cola tan larga como el resto de su cuerpo, el extinto Habelia optata pertenece al grupo de animales invertebrados llamados artrópodos, que también incluye criaturas tan familiares como arañas, insectos langostas y cangrejos. Vivió durante el período cámbrico medio hace aproximadamente 508 millones de años y proviene del famoso depósito de fósiles de Burgess Shale en la Columbia Británica. Habelia optata fue parte de la "explosión cámbrica, "un período de cambio evolutivo rápido cuando la mayoría de los principales grupos de animales surgieron por primera vez en el registro fósil.

Como todos los artrópodos, Habelia optata presenta un cuerpo segmentado con esqueleto externo y extremidades articuladas. Lo que no quedó claro durante décadas, sin embargo, era el principal subgrupo de artrópodos al que pertenecía Habelia. Los primeros estudios habían mencionado mandibulados, un linaje hiperdiverso cuyos miembros poseen antenas y un par de apéndices especializados conocidos como mandíbulas. usualmente usado para agarrar, exprimir y triturar su comida. Pero Habelia Más tarde fue dejado como uno de los artrópodos típicamente no resueltos de Burgess Shale.

El nuevo análisis realizado por investigadores de la U of T-ROM sugiere que Habelia optata era en cambio un pariente cercano del antepasado de todos los quelicerados, el otro subgrupo de artrópodos que viven hoy, llamado así por la presencia de apéndices llamados quelíceros en frente de la boca y utilizados para cortar alimentos. Esto se debe principalmente a la anatomía general de la cabeza en Habelia , y la presencia de dos pequeños apéndices parecidos a quelíceros revelados en estos fósiles.

" Habelia ahora muestra con gran detalle la arquitectura corporal de la que surgieron los quelíceros, lo que nos permite resolver algunas preguntas de larga data, "dijo Aria, que ahora es investigador postdoctoral en el Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing, en China. "Ahora podemos explicar por qué, por ejemplo, Los cangrejos herradura tienen un par reducido de extremidades, la chilaria, en la parte posterior de la cabeza. Esas son reliquias de apéndices completamente formados, ya que los quelicerados parecen haber tenido originalmente cabezas con no menos de siete pares de extremidades ".

Aria y Caron analizaron 41 especímenes en total, la mayoría de los cuales son nuevos especímenes adquiridos por grupos de trabajo de campo liderados por ROM en Burgess Shale.

La investigación ilustra que el cuerpo bien blindado de Habelia optata , cubierto de multitud de espinas diferentes, se dividió en cabeza, tórax y post-tórax, todos con diferentes tipos de apéndices. El tórax muestra cinco pares de patas para caminar, mientras que el postorax alberga apéndices redondeados que probablemente se usan en la respiración.

"Los escorpiones y los escorpiones marinos ahora extintos también son quelicerados con cuerpos divididos en tres regiones distintas, "Aria explicó." Creemos que estas regiones corresponden en general a las de Habelia . Pero una gran diferencia es que los escorpiones y los escorpiones marinos, como todos los quelicerados, literalmente 'caminar sobre sus cabezas, ' tiempo Habelia todavía tenía apéndices andantes en el tórax ".

Los investigadores argumentan que esta diferencia en la anatomía permitió Habelia para desarrollar una cabeza especialmente compleja que hace que esta especie fósil sea aún más peculiar en comparación con los quelicerados conocidos. La cabeza de Habelia contenía una serie de cinco apéndices hechos de una gran placa con dientes para masticar, una rama en forma de pierna con espinas rígidas en forma de cerdas para agarrar, y un alargado, rama delgada modificada como un apéndice sensorial o táctil.

"Este complejo aparato de apéndices y mandíbulas hizo Habelia un depredador excepcionalmente feroz para su tamaño, ", dijo Aria." Probablemente fue muy móvil y eficiente para destrozar sus presas ".

El sorprendente resultado de este estudio, a pesar de la relación evolutiva de Habelia con queliceratos, es que estas características inusuales llevaron a los investigadores a comparar el jefe de Habelia con el de los mandibulados desde una perspectiva funcional. Por lo tanto, las peculiares ramas sensoriales pueden haber sido utilizadas de manera similar a como los mandibulados usan antenas. También, Se muestra que los apéndices superpuestos en forma de placa en la serie media de cinco se abren y cierran paralelos a la parte inferior de la cabeza, como lo hacen en los mandibulados, especialmente los que se alimentan de animales con caparazones endurecidos.

Finalmente, un séptimo par de apéndices en la parte posterior de la cabeza parece haber cumplido una función similar a la de los "maxilípedos", apéndices en los mandibulados que ayudan con las otras extremidades de la cabeza en el procesamiento de los alimentos. Esta amplia correspondencia en función más que en origen evolutivo se llama "convergencia".

"Desde un punto de vista evolutivo, Habelia está cerca del punto de divergencia entre quelicerados y mandibulados, "Dijo Aria." Pero sus similitudes con los mandibulados son modificaciones secundarias de características que en parte ya eran quelíceras por naturaleza. Esto sugiere que los quelicerados se originaron a partir de especies con una alta variabilidad estructural ".

Los investigadores concluyen de la excelente estructura de la cabeza, así como de piernas bien desarrolladas para caminar, ese Habelia optata y sus parientes eran depredadores activos de los fondos marinos del Cámbrico, a la caza de pequeñas criaturas marinas con conchas, como pequeños trilobites:artrópodos con exoesqueletos mineralizados que ya eran muy diversos y abundantes durante la época cámbrica.

"Esto se basa en la importancia de los caparazones y las conchas para el cambio evolutivo durante la explosión del Cámbrico, y amplía nuestra comprensión de los ecosistemas en este momento, mostrando otro nivel de relación depredador-presa y su impacto determinante en el surgimiento de artrópodos como los conocemos hoy, "dijo Caron, quien era el supervisor de doctorado de Aria cuando se completó la mayor parte de esta investigación.

"La aparición y propagación de animales con caparazón se considera una de las características definitorias de la explosión cámbrica, y Habelia contribuye a ilustrar la importancia de este factor ecológico para la diversificación temprana de quelicerados y artrópodos en general ".

Los hallazgos se describen en el estudio "Convergencia mandibular en un quelicerado de tallo cámbrico blindado, "donde Habelia optata cobra vida por la artista visual e ilustradora científica Joanna Liang con animaciones que representan la espectacular arquitectura corporal y el complejo mecanismo de alimentación de este fósil. Liang colaboró ​​con Aria y Caron para producir las animaciones como parte de su tesis de maestría en ciencias en comunicaciones biomédicas en la U of T bajo el supervisor Dave Mazierski.