Trilobites del Cámbrico se apareaban como el cangrejo de herradura
Investigadores de Harvard han revelado el comportamiento de apareamiento de los trilobites a partir de un fósil bien conservado del Esquisto de Burgess de mediados del Cámbrico.
En el análisis del especimen, que se conserva en el Real Museo de Ontario (Canadá), encontraron unas patas modificadas en la parte media del cuerpo similares a las que se encuentran en los cangrejos de herradura machos adultos, lo que sugiere una estrategia de apareamiento similar.
Los fósiles pueden decir mucho a los científicos sobre un animal, como su morfología, su entorno y dónde situarlo en el árbol de la vida. Sin embargo, una cosa que es muy difícil de observar en el registro fósil es el comportamiento reproductivo de un animal. Hace falta un fósil muy bien conservado para revelar los secretos de las estrategias reproductivas de algunos de los primeros animales complejos.
En el estudio, publicado en Geology, la candidata al doctorado Sarah R. Losso y el profesor Javier Ortega-Hernández, ambos del Departamento de Biología Organísmica y Evolutiva de Harvard, revelan el comportamiento de apareamiento de los trilobites del fósil 'Olenoides serratus', de mediados del Cámbrico.
Los trilobites son un grupo de artrópodos de entre 520 y 250 millones de años de antigüedad, probablemente cerca del punto de ramificación de dos grandes grupos de artrópodos, los quelicerados (cangrejos de herradura, arañas y escorpiones) y los mandibulados (ciempiés, cangrejos e insectos). Dominan el registro fósil de la Era Paleozoica, se encuentran en todos los continentes y tienen más de 20.000 especies descritas.
Reciben su nombre por el aspecto trilobulado de su duradero exoesqueleto enriquecido en calcita, que se conserva fácilmente y ha producido un excelente registro fósil. La morfología de los trilobites ha sido ampliamente estudiada, pero se sabe poco sobre su reproducción.
Algunos ejemplos raros son los huevos no fecundados que se han encontrado debajo de la cabeza de un espécimen presumiblemente hembra, así como grupos de huevos fecundados que se depositaron en los sedimentos durante el Cámbrico.
Los investigadores han planteado la hipótesis de que los grandes grupos de trilobites fosilizados juntos podrían representar mudas masivas y eventos de apareamiento similares a los observados en especies marinas vivas como el cangrejo herradura del Atlántico 'Limulus polyphemus'. Sin embargo, el comportamiento reproductivo de los trilobites, incluyendo su apareamiento y fertilización, sigue siendo prácticamente desconocido.
Losso, que está trabajando en una nueva descripción exhaustiva de la morfología de Olenoides, estudió y tomó imágenes de todos los especímenes de Olenoides serratus disponibles en el Museo Real de Ontario, el Servicio Geológico de Canadá y las colecciones de paleontología de invertebrados del Instituto Smithsoniano.
A diferencia del exoesqueleto, los apéndices (antenas, patas y branquias) no se conservan con mucha frecuencia porque no están reforzados con calcita. La conservación de los apéndices requiere unas condiciones únicas en el momento del enterramiento, que se dan en el Esquisto de Burgess y en otros yacimientos raros con una conservación excepcional de los fósiles.
Al examinar un fósil bien conservado del Esquisto de Burgess, que se encuentra en el Museo Real de Ontario, Losso descubrió unas patas en forma de pinza peculiarmente modificadas en la parte media del cuerpo, similares a las que se encuentran en los cangrejos de herradura macho adultos, lo que sugiere una estrategia de apareamiento similar.
Losso examinó 65 especímenes con apéndices conservados conocidos hasta la fecha. Veintitrés ejemplares tenían las patas conservadas en la parte correcta del cuerpo donde se encontraban los apéndices en forma de gancho; sin embargo, con su exoesqueleto intacto los ganchos no serían visibles aunque estuvieran presentes debido a su reducido tamaño.
Cuatro especímenes proporcionaron una visión clara de los pares de apéndices décimo y undécimo, pero sólo un espécimen de 'O. serratus' reveló que están modificados en forma de ganchos. Los otros tres especímenes con pares de apéndices visibles tenían una apariencia más convencional de patas.
Aunque al espécimen de 'O. serratus' con ganchos le falta la mitad de su exoesqueleto, esto jugó a favor del investigador. "Este espécimen es realmente único, ya que está lo suficientemente bien conservado como para mostrar los detalles excepcionales de las extremidades modificadas en ganchos, pero roto de manera que podemos ver realmente estas extremidades reducidas que, de otro modo, estarían cubiertas por el exoesqueleto dorsal --explica Losso--. Irónicamente, si el espécimen estuviera mejor conservado con un exoesqueleto dorsal completo no tendríamos tanta información sobre sus extremidades como ahora".
Losso realizó varias mediciones de las piezas individuales de los apéndices reducidos y las comparó con apéndices del cuerpo del mismo espécimen y con apéndices conocidos de diferentes Olenoides en esa misma posición. Esto demostró que los apéndices reducidos tienen una morfología única que sólo se conoce en este espécimen. A continuación, examinó los apéndices especializados de otros artrópodos vivos para compararlos y comprender para qué podían servir.
Hay miles de especies de trilobites que tienen una historia de 200 millones de años pero sin un pariente vivo cercano es difícil conocer el comportamiento reproductivo. Los cangrejos herradura, aunque no están estrechamente relacionados con los trilobites, se utilizan a menudo como análogos modernos porque se parecen superficialmente a los trilobites, lo que permite una comparación útil.
Los ganchos son apéndices especiales que se encuentran a menudo en los artrópodos macho. El macho utiliza los ganchos para sujetar a la hembra durante el apareamiento. Diferentes grupos han evolucionado convergentemente este apéndice en diferentes partes del cuerpo, dependiendo del modo exacto de apareamiento en ese clado.
Los branquiópodos y los cangrejos de herradura han desarrollado ganchos, pero funcionan de forma diferente según el exoesqueleto de la hembra. Por ejemplo, los branquiópodos se agarran al caparazón, mientras que los Limulus se agarran a las espinas. En el 'O. serratus', los ganchos del macho se alinean con las espinas del pigidio de la hembra.
"Sabíamos que no podía ser para la masticación porque los apéndices no están cerca de la cabeza o de la boca, están en medio del cuerpo --explica Losso--. Esto muestra el dimorfismo sexual en los trilobites, pero en este caso sólo se expresa en los apéndices. Esto nos dice más sobre la reproducción en los trilobites y cómo se habrían apareado, lo que anteriormente ha sido difícil de entender y ha sido muy especulativo basado en analogías modernas", añade.
"Hay muy pocos casos de fósiles que hayan informado directamente sobre la ecología reproductiva y el comportamiento, especialmente en fósiles tan antiguos. En este caso, al haber una estructura muy específicamente adaptada para esta función, es posible hacer este argumento particular, y más particular de los trilobites", subraya Ortega-Hernández.
"Realmente es la primera vez que es posible mostrar estas extremidades tan modificadas para esta función --prosigue--. Y proporciona una fuerte evidencia para sugerir que un Limulus, o comportamiento similar al de un cangrejo de herradura, ya existía en el Cámbrico completamente por convergencia. Así que nos ayuda a hacernos una idea de cómo vivían realmente estos animales hace millones de años".
"Los trilobites pueden ayudarnos a entender la evolución del grupo de animales más abundante y diverso y producir conocimientos sobre la ecología reproductiva de los primeros animales", concluye Losso.
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