El Cerebro Artrópodo Más Antiguo Encontrado En Una Criatura Parecida A Un Insecto

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Un cerebro sorprendentemente complejo de 520 millones de años hace que los científicos reconsideren la evolución de los insectos y crustáceos.

Los investigadores informan hoy (10 de octubre) que el cerebro más antiguo encontrado en un artrópodo, un grupo de invertebrados que incluye insectos y crustáceos, es sorprendentemente complejo para su edad de 520 millones de años.

El cerebro fosilizado, encontrado en un artrópodo extinto de China, se parece mucho a los cerebros de los insectos modernos de hoy, dijo el investigador del estudio Nicholas Strausfeld, director del Centro de Ciencia de Insectos de la Universidad de Arizona.

"El resto del animal es increíblemente simple, por lo que es una gran sorpresa ver un cerebro tan avanzado, por así decirlo, en un animal tan simple", dijo Strausfeld a WordsSideKick.com.

El descubrimiento sugiere que los cerebros desarrollaron una organización compleja desde el principio de la historia, agregó.

El cerebro evolutivo de los insectos.

Los artrópodos incluyen cualquier animal con un exoesqueleto, patas articuladas y un cuerpo segmentado, desde langostas hasta escorpiones, escarabajos y mariposas. Sin embargo, existe controversia sobre cómo evolucionaron estas diversas criaturas. Una teoría sostiene que los insectos evolucionaron a partir de ancestros no muy diferentes a los branquíodos de la actualidad, que son crustáceos extremadamente simples, como el camarón de hadas y las pulgas de agua. Strausfeld dijo que los branpiópodos tienen cerebros más simples que los insectos y crustáceos superiores, por lo que esta teoría de la evolución sostiene que tanto los crustáceos superiores como los insectos desarrollaron cerebros complejos muy similares después de separarse de este ancestro similar a los branquíodos comunes. [Fotos deslumbrantes de insectos cubiertos de rocío]

Alternativamente, todos estos grupos (insectos, branquiópodos y crustáceos superiores) podrían haber evolucionado a partir de un antepasado con un cerebro complejo, y los ramiápodos retrocedieron más tarde.

"Entonces, la pregunta era: '¿Qué era el cerebro inicial, qué aspecto tenía? ¿Se veía simple o parecía complejo?'", Dijo Strausfeld.

Esa no es una pregunta fácil de responder, dado que los cerebros rara vez se fosilizan. Pero el trabajo anterior de Strausfeld sobre fósiles de artrópodos lo convenció de que podía hacerse. Solo tenía que ir a China, hogar de una increíble colección de fósiles antiguos increíblemente conservados.

La región de la cabeza de Fuxianhuia, que muestra el cerebro y los lóbulos ópticos.

La región de la cabeza de Fuxianhuia, que muestra el cerebro y los lóbulos ópticos.

Crédito: Nicholas J. Strausfeld

Descubrimiento de ultimo minuto

En la provincia china de Yunnan, los paleontólogos han descubierto durante mucho tiempo los fósiles del período cámbrico, que se extendió desde hace aproximadamente 542 millones a 488 millones de años. Estos fósiles están muy bien conservados.

Durante cinco días, Strausfeld y sus colegas buscaron fósiles en busca de siluetas oscuras de cerebros preservados dentro de las cabezas de artrópodos antiguos. Sin embargo, había un fósil que seguía siendo esquivo: un espécimen del que Strausfeld había leído en un artículo de investigadores suecos. Pensaron que habían visto un cerebro fosilizado.

Con solo unas pocas horas en el laboratorio, la compañera de Strausfeld, Xiaoya Ma, del Museo de Historia Natural de Londres fue a cazar al espécimen perdido. Una hora y media después, regresó con el fósil, una extinta criatura blindada de apenas unos centímetros de largo llamada Fuxianhuia protensa. [25 bestias antiguas increíbles]

"Miré el microscopio y creo que dije algo como: '¡Vaya! Creo que tenemos las joyas de la corona'", dijo Strausfeld. Bajo un aumento, pudo ver la silueta marrón oscura del cerebro preservado ubicado en el cráneo del artrópodo.

"Es bastante maravilloso, en realidad... estaba sentado mirando la cosa, yendo, 'Oh, Dios mío,' ', dijo Strausfeld. Con solo cinco horas antes de que tuviera que irse para dar una charla programada y volar a casa, Strausfeld se ocupó de fotografiar el descubrimiento.

Las áreas ricas en hierro del fósil de Fuxianhuia revelan la huella de un cerebro antiguo.

Las áreas ricas en hierro del fósil de Fuxianhuia revelan la huella de un cerebro antiguo.

Crédito: Xiaoya Ma

Un análisis del cerebro reveló que estaba en tres partes, al igual que los cerebros de los insectos modernos en tres partes (conocido como el protocerebro, el deutocerebro y el tritocerebro). Los nervios de los ojos se extienden hacia el protocerebro, los nervios de las antenas se alimentan hacia el deutocerebro de la antigua criatura y una tercera raíz nerviosa desde más atrás en el cuerpo se extiende hacia el tritocerebro. Los investigadores informan sobre los hallazgos en el número de esta semana de la revista Nature.

Este cerebro complejo, parecido a un insecto, sugiere que, en lugar de los insectos que surgen de los ramificaciones simples, los artrópodos de hoy descienden de un ancestro de cerebro complejo. Strausfeld habría dejado caer algo de esta complejidad, dijo Strausfeld, mientras que otros crustáceos e insectos lo mantuvieron. De hecho, dijo, el cerebro puede haber evolucionado para segmentarse en tres partes muy temprano; Los mamíferos, incluidos los humanos, tienen un cerebro anterior, cerebro medio y cerebro posterior, lo que sugiere una organización común.

"A mucha gente no le gusta esa idea, compartir un cerebro con un escarabajo, pero hay buena evidencia que sugiere que sí", dijo Strausfeld.

Los cerebros de los insectos pueden parecer simples para nosotros, pero los artrópodos están en la base de muchas cadenas alimenticias, lo que las convierte en criaturas cruciales, dijo Strausfeld. Él y su equipo planean regresar a China para buscar cerebros de artrópodos más antiguos.

"Lo que queremos hacer, por supuesto, es ir más profundo en el tiempo", dijo Strausfeld.

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