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2024-07-17
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En la larga historia de la evolución de la vida, la evolución de las esponjas siempre ha sido un misterio fascinante pero difícil de resolver. Se considera que las esponjas son uno de los primeros animales multicelulares de la Tierra y son un puente importante entre los organismos unicelulares y los animales complejos. Sin embargo, ha habido una enorme brecha cognitiva en la comunidad científica con respecto al origen y evolución temprana de las esponjas.
Hasta hace poco, los científicos chinos lograron un gran avance que proporcionó una pista clave para resolver este misterio. Un equipo colaborativo internacional dirigido por el investigador Yuan Xunlai del Instituto de Geología y Paleontología de Nanjing de la Academia de Ciencias de China, descubrió un fósil de esponja hace unos 550 millones de años en Yichang, provincia de Hubei. Fue nombrado "esponja de rejilla en espiral".
Este descubrimiento no sólo llena un vacío importante en la evolución temprana de las esponjas, sino que también nos proporciona una nueva perspectiva para reexaminar toda la evolución de la vida.
Imagen de restauración de esponja de rejilla en espiral (fuente de la imagen: Referencia 2)
Las esponjas, este grupo de organismos aparentemente simple pero misterioso, ocupan una posición única en el reino animal.
Las esponjas tienen una estructura corporal simple y ningún sistema de órganos obvio, pero tienen capacidades de supervivencia asombrosas. Sus cuerpos actúan como un filtro gigante, absorbiendo y expulsando agua para obtener nutrientes y oxígeno. Esta forma sencilla y eficaz de supervivencia ha permitido a los animales esponja prosperar en la Tierra durante cientos de millones de años.
En los océanos modernos existen muchos tipos de esponjas con diferentes formas. Algunas esponjas se parecen a delicados jarrones, otras a cubos o abanicos gigantes. Además vienen en una amplia variedad de colores, con todo lo que necesitas. Estas coloridas esponjas no sólo añaden colores brillantes al mundo submarino, sino que también hacen importantes contribuciones al equilibrio del ecosistema marino.
Varios animales esponjas (Fuente de la imagen: Wikipedia)
Aunque las esponjas modernas son tan comunes, han estado "desaparecidas" durante mucho tiempo en la historia geológica. Este fenómeno ha desconcertado a los científicos, como un rompecabezas sin solución.
Imagínese si fuera un paleontólogo en busca de los antepasados de las esponjas. Excavaste con entusiasmo en formaciones rocosas de varias edades geológicas, solo para descubrir que antes del período Cámbrico, que ocurrió hace unos 539 millones de años, el registro fósil de esponjas estaba casi en blanco. Es como una espesa historia familiar a la que le faltan todas las páginas de los primeros capítulos.
Los científicos especulan a través de investigaciones de biología molecular y relojes moleculares que las esponjas deberían haberse originado hace unos 700 millones de años. Sin embargo, en el registro fósil real, los fósiles de esponjas confirmados no aparecieron en grandes cantidades hasta el Cámbrico. Esto significa que existe un enorme intervalo de 160 millones de años en el registro fósil de las esponjas. Los científicos llaman vívidamente a este período los "años perdidos" en la evolución temprana de las esponjas.
¿Por qué existe tal situación? Los científicos han propuesto dos hipótesis principales:
La primera hipótesis es que el ancestro común de las esponjas pudo haber tenido espículas mineralizadas (la estructura de soporte de la esponja). Sin embargo, el entorno precámbrico puede no ser propicio para la preservación de estas espículas óseas, lo que nos dificulta encontrar sus fósiles.
La segunda hipótesis sugiere que las primeras esponjas pueden no tener espículas mineralizadas en absoluto, sino que estaban compuestas de tejido de cuerpo blando. Esto hace que sean más fáciles de destruir durante el proceso de fosilización y más difíciles de identificar. Es como pintar sobre una roca con agua. Se evaporará rápidamente y no dejará rastro duradero.
Este misterio ha desconcertado a los científicos hasta este reciente estudio, que proporciona una pista clave para resolverlo.
Varios tipos de espículas de esponjas de cal modernas (Fuente de la imagen: Wikipedia)
En Yichang, Hubei, los científicos descubrieron un nuevo e interesante fósil en la biota de Shibantan que data de hace unos 550 millones de años. El fósil se llama "Esponja de rejilla en espiral". Su descubrimiento es como encontrar un punto de conexión en la vasta historia, llenando el vacío en la evolución temprana de los animales esponja.
La esponja de rejilla en espiral tiene características morfológicas impresionantes. Su cuerpo presenta una elegante forma de cono y hay una estructura en forma de disco en la parte inferior, que puede usarse para anclarla al fondo marino. Lo más llamativo es que su estructura superficial consta de cuadrados regulares, que pueden subdividirse en cuadrados más pequeños para formar una estructura de red compleja y ordenada.
Foto del fósil de esponja en cuadrícula en espiral (a) y mapa de elevación con escaneo láser (b) (Fuente de la imagen: Chongqing
La estructura recuerda a las esponjas hexagonales modernas, pero con una diferencia clave: la malla de la esponja de malla en espiral está hecha de materia orgánica en lugar de espículas mineralizadas.
Este descubrimiento proporciona una nueva perspectiva sobre la evolución temprana de las esponjas. Nos dice que en el lejano período tardío de Ediacara ya existían esponjas sin espículas mineralizadas. Es como si hubiéramos descubierto una "versión primitiva" de una esponja que aún no ha desarrollado espículas duras, pero que ya tiene las características básicas de las esponjas.
Los científicos llevaron a cabo investigaciones y análisis detallados sobre la esponja de malla en espiral. Compararon el fósil con una variedad de animales vivos y otros fósiles, construyeron una matriz de datos compleja y realizaron análisis filogenéticos rigurosos. Los resultados muestran que la esponja de rejilla en espiral pertenece al grupo de esponjas de la corona y está estrechamente relacionada con la esponja de seis pies. Este descubrimiento confirma aún más la importante posición de la esponja de rejilla espiral en la evolución de los animales esponja.
Cierto tipo de animal de seis esponjas. Este animal tiene espículas silíceas. Algunas espículas pueden agregarse en un esqueleto en forma de malla. No hay sustancia esponjosa en los huesos. Por lo tanto, esta clase también se llama esponja de vidrio. (Fuente de la imagen: Wikipedia)
El descubrimiento de la esponja en forma de rejilla en espiral proporciona información clave para nuestra comprensión de la evolución temprana de los animales. Nos dice que cuando buscamos fósiles de esponjas del Precámbrico, no podemos usar esponjas modernas como estándar. Es posible que las primeras esponjas no tuvieran espículas mineralizadas y carezcan de algunas de las características que conocemos. Este descubrimiento amplía nuestros horizontes y apunta a nuevas direcciones para futuras investigaciones.
Las esponjas y la explosión de la vida: reexaminando el proceso de evolución de la vida
El descubrimiento de las esponjas en forma de rejilla en espiral también nos proporciona una nueva perspectiva sobre toda la evolución de la vida. Los científicos han creído durante mucho tiempo que los biomas del Precámbrico y del Cámbrico eran muy diferentes.
Se considera que el Período Ediacárico es una era dominada por criaturas con formas extrañas y afinidades desconocidas. En el período Cámbrico, aparecieron repentinamente en grandes cantidades varias categorías de animales modernos. Esta es la famosa "explosión del Cámbrico". Esta visión es como describir dos mundos completamente diferentes: uno es un mundo antiguo lleno de criaturas misteriosas y el otro es el prototipo del ecosistema marino moderno que conocemos.
Sin embargo, el descubrimiento de la esponja en forma de rejilla en espiral ha creado un puente entre estos dos mundos aparentemente separados. Nos dice que a finales del período Ediacárico ya había criaturas que estaban directamente relacionadas evolutivamente con los animales modernos. En otras palabras, en la historia familiar antigua, se ha encontrado una fotografía clave que conecta a los ancestros antiguos y los descendientes modernos.
Este descubrimiento también nos hace repensar la naturaleza de la "Explosión Cámbrica". Quizás la evolución de la vida no sea una "explosión" repentina, sino un proceso gradual. Es posible que varios filos de animales hayan comenzado a diversificarse antes del Cámbrico, pero no habían desarrollado caparazones ni huesos duros y, por lo tanto, eran difíciles de preservar en el registro fósil.
Este nuevo descubrimiento también nos trae más preguntas: antes de la esponja de rejilla en espiral, ¿existieron animales esponja anteriores? ¿Cómo adquirieron los ancestros de las esponjas la capacidad de mineralizar las espículas óseas? Las respuestas a estas preguntas pueden estar escondidas en antiguas formaciones rocosas, esperando ser descubiertas por futuros científicos.
Relaciones evolutivas entre las esponjas de rejilla en espiral y otros animales (Fuente de la imagen: Referencia 2)
Conclusión
La evolución de las esponjas es como una epopeya que abarca cientos de millones de años. Desde la estructura blanda inicial del cuerpo hasta el desarrollo posterior de complejas espículas óseas mineralizadas, cada paso registra el misterio de la evolución de la vida. El descubrimiento de la esponja en forma de rejilla en espiral añade un toque rico a esta epopeya, permitiéndonos vislumbrar la cara misteriosa del antiguo océano.
En el futuro, con el avance de la tecnología y la aplicación de nuevos métodos, podremos descubrir más fósiles de animales primitivos y mejorar aún más la imagen de la evolución de la vida. Las historias de las esponjas seguirán inspirándonos a pensar en la naturaleza de la vida, animándonos a explorar áreas desconocidas y a investigar los misterios de la evolución de la vida.
referencias:
Producido por: Popular Science China
Autor: Li Jinjuan (Universidad de Waseda)
Productor: Exposición de Ciencias Populares de China
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