Un reptil momificado de 289 millones de años revela el origen de la respiración torácica
Un pequeño reptil momificado que murió en una cueva de Oklahoma (Estados Unidos) hace 289 millones de años revela el ejemplo más antiguo del sistema respiratorio torácico en amniotas -reptiles, aves y mamíferos-, de los primeros animales en conquistar la vida en tierra firme.
Cada respiración que hacen los humanos es una herencia ancestral. El ascenso y descenso del pecho, los músculos intercostales que empujan tus costillas hacia afuera, la entrada de aire a tus pulmones…, se trata de un mecanismo tan familiar que apenas se percibe como algo extraordinario.
Así se explica en un nuevo estudio publicado hoy miércoles en la revista ‘Nature’, en el que los autores describen la extraordinaria conservación del sistema respiratorio costal más antiguo del mundo conocido en ‘Captorhinus aguti’, una pequeña criatura parecida a un lagarto del Pérmico temprano.
El fósil momificado, que mide apenas unos centímetros de largo, conserva no solo huesos, sino también piel tridimensional, cartílago calcificado y, lo más asombroso, restos de proteínas que son casi 100 millones de años más antiguos que el ejemplo conocido hasta ahora.
“’Captorhinus’ es una criatura interesante con aspecto de lagarto, fundamental para comprender la evolución temprana de los amniotas”, apunta Ethan Mooney, doctorando en el Departamento de Biología Organísmica y Evolutiva de la Universidad de Harvard (Estados Unidos). Esas criaturas fueron de los primeros reptiles conocidos en experimentar con la vida terrestre. Durante su época, prosperaron y resultaron numerosas.
La piel del Captorhinus… como un acordeón
‘Captorhinus’ fue descubierto en los singulares sistemas de cuevas cerca de Richards Spur, Oklahoma, un yacimiento tan rico en vida del Paleozoico tardío que alberga la mayor diversidad de vertebrados terrestres conocida de esa época, un periodo famoso por producir la mayor cantidad de especies de vertebrados terrestres.
Las condiciones únicas del yacimiento, que incluyen hidrocarburos provenientes de filtraciones de petróleo y lodo sin oxígeno, preservaron no solo los huesos del animal, sino también su piel y cartílago, dando como resultado un fósil momificado tridimensional congelado en su postura de muerte, con el brazo metido bajo el cuerpo.
Utilizando tomografía computarizada de neutrones en un centro especializado en Australia, el equipo pudo observar bajo la roca sin dañar el fósil. Lo que Mooney descubrió al procesar las imágenes lo dejó atónito.
“Empecé a ver todas estas estructuras que envolvían los huesos. Eran muy finas y con textura. Y, para mi sorpresa, había una hermosa capa de piel que envolvía el torso de este animal. La piel escamosa tiene una maravillosa textura similar a un acordeón, con bandas concéntricas que cubren gran parte del cuerpo, desde el torso hasta el cuello”, explica.
Pero la piel era solo una parte de la historia. El equipo estudió tres especímenes de ‘Captorhinus’ de Richards Spur que, en conjunto, revelaron información sobre la respiración. En uno de los especímenes, identificaron un esternón cartilaginoso segmentado, costillas esternales, costillas intermedias y estructuras que conectaban la caja torácica con la cintura escapular.
Por primera vez en el registro fósil, fue posible observar estas estructuras en un reptil primitivo y reconstruir el aparato respiratorio completo de un amniota primitivo.
Recreación del reptil ‘Captorhinus’, con 289 millones de años de antigüedad, en la postura en la que murió,dentro de un sistema de cuevas | Imagen de Michael DeBraga
Punto de inflexión
Antes de que los amniotas desarrollaran este sistema, la estrategia dominante pertenecía a los anfibios: respirar a través de la piel e impulsar el aire a través de los pulmones mediante la boca y la garganta. Son estrategias que los anfibios modernos aún utilizan en gran medida, pero que no se adaptan bien al estilo de vida más activo de los amniotas.
La respiración por aspiración costal, en la que los músculos intercostales se expanden y comprimen la cavidad torácica para llevar aire a lo profundo de los pulmones, es mucho más eficaz al permitir la entrada de más oxígeno y la salida de más dióxido de carbono.
“Proponemos que el sistema hallado en ‘Captorhinus’ representa la condición ancestral para el tipo de respiración asistida por costillas presente en los reptiles, aves y mamíferos actuales”, indica Robert Reisz, de la Universidad de Toronto (Canadá).
El uso de la musculatura de la caja torácica fue una innovación evolutiva fundamental para la conquista del reino terrestre por parte de los primeros ancestros de los reptiles y mamíferos modernos.
Este sistema probablemente también contribuyó a la diversificación explosiva de los primeros amniotas y preparó el terreno para su dominio en la tierra. “Fue un punto de inflexión que permitió a estos animales adoptar un estilo de vida mucho más activo”, indica Mooney.
Proteínas originales
El hallazgo también reveló una ventaja inesperada. El análisis químico mediante espectroscopia infrarroja de sincrotrón detectó restos de proteínas originales conservadas en el hueso, el cartílago y la piel.
Estas moléculas orgánicas, nunca antes vistas en fósiles del Paleozoico, son casi 100 millones de años más antiguas que el ejemplo más antiguo encontrado hasta entonces, hallado en un dinosaurio.
“El hallazgo de restos de proteínas es excepcional y amplía enormemente nuestra comprensión de lo que es posible en términos de conservación de tejidos blandos en el registro fósil”, recalca Mooney.
CAB/DR.
Fuente: Agencia Servimedia.
