La dentina, la capa interna de los dientes que transmite información a los nervios dentro de la pulpa, evolucionó como tejido sensorial en exoesqueletos acorazados de los peces antiguos.
Es la conclusión de una nueva investigación de la Universidad de Chicago, centrado en demostrar cómo las partes sensibles dentro del esmalte duro del diente evolucionaron inicialmente para algo muy distinto a morder y masticar la comida.
Los paleontólogos han creído durante mucho tiempo que los dientes evolucionaron a partir de las estructuras rugosas de esta armadura, pero su propósito no estaba claro. El nuevo estudio, publicado en Nature, confirma que estas estructuras en un pez vertebrado primitivo del período Ordovícico, hace unos 465 millones de años, contenían dentina y probablemente ayudaban a la criatura a percibir las condiciones del agua que lo rodeaba.
La investigación también demostró que las estructuras consideradas dientes en fósiles del período Cámbrico (hace 485-540 millones de años) eran similares a las características de la armadura de invertebrados fósiles, así como a los órganos sensoriales de las conchas de artrópodos modernos como cangrejos y camarones. Estas similitudes implican que los órganos sensoriales de la armadura de diversos animales evolucionaron por separado, tanto en vertebrados como en invertebrados, para ayudarles a percibir el mundo que los rodea.
“Cuando piensas en un animal primitivo como este, nadando con armadura, necesita percibir el mundo. Este era un entorno depredador bastante intenso, y poder percibir las propiedades del agua que lo rodeaba habría sido muy importante”, afirmó en un comunicado Neil Shubin, profesor de Biología y Anatomía de Organismos en la Universidad de Chicago y autor principal del nuevo estudio.
PERCIBIR EL MUNDO
“Así pues, aquí vemos que los invertebrados con armadura, como los cangrejos herradura, también necesitan percibir el mundo, y da la casualidad de que encontraron la misma solución”.
La Dra. Yara Haridy, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Shubin y quien dirigió el estudio, no buscaba el origen de los dientes cuando comenzó el proyecto. En cambio, esperaba responder a otra vieja pregunta paleontológica: ¿Cuál es el vertebrado más antiguo del registro fósil?
Haridy solicitó a museos de todo Estados Unidos especímenes fósiles del período Cámbrico para poder escanearlos mediante tomografía computarizada, buscando indicios de características de vertebrados.
Uno de esos indicios, al menos en peces posteriores, es la presencia de dentina dentro de las protuberancias de la armadura externa, llamadas odontodos. Haridy recolectó cientos de especímenes, algunos de ellos apenas fragmentos diminutos que cabían en la punta de un palillo. Luego los llevó al Laboratorio Nacional de Argonne para una sesión de escaneo que duró toda la noche utilizando la Fuente Avanzada de Fotones, que capturó imágenes de tomografía computarizada de los fósiles con una resolución extremadamente alta.
Al comenzar a analizar las imágenes de los escaneos, una de las muestras de un fósil cámbrico llamado Anatolepis parecía mostrar las características de un pez vertebrado. Presentaba una serie de túbulos, o poros debajo de los odontodos, llenos de material con las características químicas de la dentina. Si realmente se trataba de un vertebrado, este espécimen habría retrocedido el registro fósil decenas de millones de años.
“Esa habría sido la primera estructura similar a un diente en tejidos de vertebrados del Cámbrico. Así que nos emocionamos mucho al ver los indicios de lo que parecía dentina”, dijo Haridy.
Tenían que confirmarlo, por supuesto, así que comenzaron a analizar imágenes de los otros especímenes que Haridy escaneó. Esta biblioteca de conchas y esqueletos incluía desde fósiles antiguos hasta cangrejos, caracoles, escarabajos, percebes, tiburones y rayas modernos, además de bagres chupadores en miniatura que Haridy crió ella misma en un acuario.
Al comparar al posible vertebrado Anatolepis con un fósil de artrópodo conocido del Museo Público de Milwaukee, se dieron cuenta de que lo que parecían túbulos revestidos de dentina de un vertebrado se parecían más a los órganos sensoriales de las conchas de los cangrejos, llamados sensilas. Esto significa que Anatolepis, que en Nature se consideraba un vertebrado en 1996, es en realidad un antiguo artrópodo invertebrado. Los grandes túbulos de otro vertebrado del Ordovícico llamado Eriptychius eran similares en estructura a estas sensilas, pero contenían dentina.
“Esto nos demuestra que los ‘dientes’ también pueden ser sensoriales incluso cuando no están en la boca”, afirmó Haridy. Entonces, estos peces tienen una armadura sensible. Estos artrópodos también tienen una armadura sensible. Esto explica la confusión con estos animales del Cámbrico temprano. Se creía que este era el primer vertebrado, pero en realidad era un artrópodo.