domingo, 6 de marzo de 2016

La visión de los ártropos del Júrasico

Introducción.

Desde siempre muchos paleóntologos se han preguntado cómo percibirían los animales del pasado su entorno. Pues bien, esto era extremadamente complicado de saber ya que las estrcuturas oculares casi nunca fosilizan al ser blandas, y suponía un gran problema.

Recientemente se ha podido reconstruir la estrcutura tridimensional del ojo de un crustáceo (Dollocoris) de la familia Thylacocephalans, cuya antiguedad es de 160 millones de años y habitaba en el sur de Francia. Este animal tenía una estructura ocular más compleja que todas las especies de ártropodos de la actualidad, y de otras ya extintas (18.000 lentes), tan solo superado por la las libélulas modernas. Este artrópodo se extinguió al final del Cretácico, hace 66 millones de años.

Discusión.

La evolución visual de las especies a lo largo de la historia ha sido fundamental a la hora de que estas prevalecieran. Una buen desarrollo de las estructuras oculares suponía reconocer presas facilmente, evitar a los depredarores, estrategias para conseguir alimento, etc...
Como hemos mencionado antes es muy poco probable que algun sistema visual se pueda encontrar en el registro fósil. Por este motivo, se lleva a cabo una recontrucción de como serían estas estructuras celulares. La primera se hizo con las células receptoras de los triblobites del Devónico. Pero recientemente se ha podido hacer una reconstrucción completa de la estructura del ojo en tres dimensiones del Dollocaris, una especie de crustáceo primitivo del Jurásico que fue descubierta en La Voulte-sur-Rhône (Sudeste de Francia).
Este artrópodo de 5-20 cm poseía unos enormes ojos frontales con ¡18.000 lentes!, un record que actualemente solo lo supera las libélulas de hoy en día. Tenía un campo de visión panorámica y resolución de imágenes extremadamente altos, lo cual le otorgaba una visión altamente sofisticada que le permitían detectar a sus presas y capturarlas gracias a sus tres pares de apéndices. Poseía un caparazón (en el cual tenían lugar la mayor parte de sus funciones corporales), cuya estructura aerodinámica hizo que su resistencia con el agua disminuyera, aunque no fuera un nadador espcialmente rápido. Entre los órganos vitales de este animal podemos distinguir: ocho pares de branquias unidas, un corazón tubular con un miocardio y un sistema circulatorio complejo que requiere altos intercambios de oxígeno, lo cual le proporciona un estilo de vida activo. Además, el intestino anterior tenía un estómago conectado a la boca a través de un esófago tubular. Dicho aparato digestivo era semajante al de los crustáceos actuales y su funcionamiento era el siguiente:
 
  1. Almacenamiento de alimentos en el estómago
  2. Tranferencia de alimentos más finos al hepatopáncreas 
  3. Excreción de productos de desecho procendentes del inestino, excepto los restos de mayor tamaño que eran almacenados en el estómago

A continuación hablaremos de las relaciones filogenéticas de la familia del Dollocaris (Thylacocephalans), en la cual numerosos muchos crustáceos han sido asignados. Recientemente se ha dicho que la familia Thylacocephalans guarda relación con Remipedia, ya que los yacimientos de Thylacares de la fauna Silúrico Waukesha encontrados en Wisconsin y los remipeds actuales presentan semajazas morfológicas, aunque esta colocación cercana entre ambas familias ha sido cuestionada debido a diferencias entre el cuerpo y exoesqueleto de ambos. Para resolver estas simlitudes de parentesco de la familia thylacocephalans con otras, se debe observar los apendices anteriores y establecer similutudes con los apéndices de los artrópodos existentes comparándolos.



Otra cuestión frecuente que nos hacemos sobre este crústaceo es cual era su hábitat, si se trataba de un organismo que pudiesemos encontrar en aguas marinas superficiales y más luminosas, o por el contrario en aguas profundas y menos luminosas. Pues bien, abundantes especies típicas en La Voulte se corresponden a un habitat de aguas profundas lo que implicaría baja luminosidad. Este hecho nos llevaría a pensar que el Dollocaris habitaria en las mismas zonas que la actual fauna de La Voulte, pero esto podría ser debido a cambios de pendiente a lo largo del tiempo, que hace que los crustacéos que antes habitaban en aguas superficiales ahora lo hagan en aguas profundas. Además, los ojos del Dollocaris estaban adaptados a ambientes marinos luminosos. 

Conclusión.
Para concluir, quiero dejar huella de unas serie de curiosidades y cuestiones que me he hecho sobre este peculiar artrópodo.

  • ¿cómo sería tener un ojo que fuese un cuarto del tamaño total de tu cuerpo? 
  •  ¿cómo debe ser tener una vista panorámica y extremadamente detallada de tu entorno? 
  •  ¿por qué razón se extinguiría este animal?

Todas estas preguntas son un misterio, pero espero que la ciencia siga avanzando tan rápido como hasta ahora, y tras reconstruir tridimensionalmente el ojo del Dollocaris llegue el día en el que podamos llegar ver a través de los ojos de este crustáceo.

Referencias.
  1. Vannier, J., Garcia-Bellido, D. C., Hu, S.-X. & Chen, A.-L. Arthropod visual predators in the early pelagic ecosystem: evidence from the Burgess Shale and Chengjiang biotas. Proc. R. Soc. Lond. B 276, 25672574 (2009).
  2. Parker, A. In the blink of an eye: how vision kick-started the big bang of evolution Simon and Shuster (2003).
  3. Paterson, J. R. et al. Acute vision in the giant Cambrian predator Anomalocaris and the origin of compound eyes. Nature 480, 237240 (2011).
  4. Schoenemann, B. & Clarkson, E. N. K. The eyes of Isoxys – Eye morphology indicates the ecological habitat of an a half million year old animal. Lethaia 44, 223230 (2011).
  5. Schoenemann, B. & Clarkson, E. N. K. At first sight – functional analysis of lower Cambrian eye systems. Palaeontographica A 297, 123149 (2012).
  6. Schoenemann, B. & Clarkson, E. N. K. Discovery of some 400 million year-old sensory structures in the compound eyes of trilobites. Sci. Rep. 3, 1429 (2013).
  7. Cong, P.-Y., Ma, X.-Y., Edgecombe, G. D. & Strausfeld, N. Brain structure resolves the segmental affinity of anomalocaridid appendages. Nature 513, 538542 (2014).
  8. Tanaka, G., Parker, A. R., Siveter, D. J., Maeda, H. & Furutani, M. An exceptionally well-preserved Eocene dolichopodid fly eye: function and evolutionary significance. Proc. R. Soc. B 276, 10151019 (2009).
  9. Charbonnier, S. Le Lagerstätte de La Voulte: un environnement bathyal au Jurassique. Mémoires du Muséum National d'Histoire Naturelle 199, 1272 (2009).
  10. Charbonnier, S., Vannier, J., Hantzpergue, P. & Gaillard, C. Ecological significance of the arthropod fauna from the Jurassic (Callovian) La Voulte Lagerstätte. Acta Palaeontol. Polonica 55, 111132 (2010).
  11. Bowman, T. E. & Gruner, H.-E. The families and genera of Hyperiidea (Crustacea: Amphipoda). Smithsonian Contributions Zool. 146, 164 (1973).
  12. Land, M. F. The eyes of hyperiid amphipods: relations of optical structure to depth. J. Comparat. Physiol. 164, 751762 (1989).
  13. Rolfe, W. D. I. Form and function of Thylacocephala, Conchyliocarida and Concavicarida (Crustacea): a problem of interpretation. Trans. R. Soc. Edinburgh 76, 391399 (1985).
  14. Schram, F. R., Hof, C. H. J. & Steeman, F. Thylacocephala (Arthropoda: Crustacea?) from the Cretaceous of Lebanon and implications for thylacocephalan systematics. Palaeontology 42, 769797 (1999). 
  15. Lange, S., Hof, C. H. J., Schram, F. R. & Steeman, F. A. New genus and species from the Cretaceous of Lebanon links the Thylacocephala to Crustacea. Palaeontology 44, 905912 (2001).

2 comentarios:

Manuel Hernández Fernández dijo...

¿ártropos? = artrópodos

Manuel Hernández Fernández dijo...

Por favor, escribe correctamente los nombres científicos (incluyendo las cursivas de los géneros).

Y deberías mencionar el trabajo de donde sale todo esto, que debemos suponer que es:

Vannier, J., Schoenemann, B., Gillot, T., Charbonnier, S. & Clarkson, E. 2016. Exceptional preservation of eye structure in arthropod visual predators from the Middle Jurassic. Nature Communications, 7: 10320 DOI: 10.1038/ncomms10320

http://www.nature.com/ncomms/2016/160119/ncomms10320/full/ncomms10320.html

el cual, por cierto, ha recibido muchísima atención en todo el mundo:

https://www.vistaalmar.es/ciencia-tecnologia/fosiles-marinos/5463-dollocaris-un-crustaceo-extinto-era-todo-ojos.html?utm_source=feedburner&utm_medium=twitter&utm_campaign=Feed:%20vistaalmar%20%28Vista%20al%20Mar%29

http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3420833/A-bug-eyed-sea-monster-Bizarre-Jurassic-creature-eyes-QUARTER-size-hunted-shrimp-160-million-years-ago.html

http://noticiasvenezuela.org/2016/02/26/descubre-los-gigantescos-ojos-de-dollocaris-ingens/

https://www.sciencedaily.com/releases/2016/01/160126090204.htm

http://myinforms.com/en/a/22119995-extinct-crustacean-dollocaris-was-all-eyes/

http://phys.org/news/2016-01-extinct-crustacean-dollocaris-eyes.html

http://cyan-biologist.tumblr.com/post/137695892944/todropscience-dollocaris-a-predator-of-the