La investigación con fósiles arroja luz sobre la evolución temprana del sistema nervioso animal

Un equipo internacional de científicos ha revelado una pieza fascinante del rompecabezas evolutivo: cómo el cordón nervioso ventral, un componente clave del sistema nervioso central, evolucionó en animales ecdisozoos, que incluyen insectos, nematodos y gusanos priapúlidos.

Sus hallazgos se publican en un artículo titulado «Preservación y evolución temprana de la médula nerviosa ventral de Scalidophoran». Avances en la cienciaProporcionan información valiosa sobre el origen de estas estructuras durante el período Cámbrico Inferior.

Dr. Deng Wang (Universidad del Noroeste), Dr. Jean Vanier (Universidad de Lyon), Dr. Chema Martín-Durán (Universidad Queen Mary de Londres) y el Dr. Un equipo de investigación en el que participa María Herranz (Universidad Rey Juan Carlos) analizó fósiles excepcionalmente bien conservados de importantes depósitos del Cámbrico. Estos fósiles incluyen representantes de los Scalidophora de la evolución temprana, un subgrupo de ecdisozoos que brindan una visión poco común de la arquitectura del sistema nervioso de los animales primitivos.

Los ecdisozoos incluyen artrópodos (como insectos y cangrejos), nematodos (gusanos redondos) y grupos más pequeños como cinorrincos («dragones de barro») y priapulidos («gusanos del pene»). Sus sistemas nerviosos centrales, que incluyen el cerebro y el cordón nervioso ventral, han interesado durante mucho tiempo a los científicos en comprender las relaciones evolutivas entre estos grupos.

Por ejemplo, los priapulidos exhiben un solo cordón nervioso ventral, mientras que los loricíferos y los quinorrincos tienen cordones nerviosos pares, y los quinorrincos desarrollan un par de ganglios. ¿Tenía el ecdisozoo ancestral un cordón nervioso ventral único o par?

Además, si bien los loricíferos y los quinorrincos comparten una arquitectura del sistema nervioso similar a la de los artrópodos, son filogenéticamente distantes. ¿Son estas similitudes el resultado de una evolución convergente o reflejan un origen evolutivo compartido?

Los escalidoforos, que incluyen priapulidos, loricíferos y quinorrincos, aparecieron por primera vez en el Cámbrico. Representan un linaje crítico para investigar la trayectoria evolutiva del cordón nervioso ventral en los ecdisozoos.

Al estudiar fósiles de la Formación Fortunian Quanchuanpu (por ejemplo, Eopriapulites y Eocynorhynchus), la biota de Chengjiang (por ejemplo, Xiaoheqingella y Mafangscolex) y la prolifica Wuliwan Ottoya, los investigadores identificaron estructuras alargadas a lo largo de estos órganos antiguos.

«Estas estructuras se parecen mucho a los cordones nerviosos ventrales que se encuentran en los priapulidos modernos», dijo el Dr. Deng Wang y el Dr. Explicado por Jean Vanier. Su análisis indica que estos fósiles conservan impresiones de cordones nerviosos ventrales únicos, lo que arroja luz sobre la condición ancestral de los escalidóforos.

El análisis filogenético apoya la hipótesis de que un solo cordón nervioso ventral es la condición ancestral de los escalidóforos. Además, la agrupación evolutiva de nematodos y panartrópodos (un clado que incluye artrópodos, tardígrados y onicóforos) sugiere que su ancestro común pudo haber tenido un solo cordón nervioso.

«Esto nos lleva a proponer que el ancestro común de todos los ecdisozoos tenía un único cordón nervioso ventral», dijo el Dr. Dijo Chema Martín-Durán. «Los pares de cordones nerviosos que se encuentran en artrópodos, loricíferos y cinórrincos pueden haber evolucionado de forma independiente, representando rasgos derivados».

El estudio también destaca un vínculo entre los cordones nerviosos ventrales emparejados, los ganglios y la evolución de la segmentación corporal. Los loricíferos, quinorrincos y panartrópodos exhiben diversos grados de segmentación corporal, lo que sugiere que estos cambios estructurales pueden haber evolucionado conjuntamente con modificaciones del sistema nervioso.

Dr. María Herranz señaló: «La aparición de cordones nerviosos emparejados facilitó una mayor coordinación del movimiento, particularmente en animales segmentados. Durante la transición Precámbrico-Cámbrico, los cambios en los sistemas nervioso y muscular se asociaron con el desarrollo de apéndices, lo que permitió una locomoción más compleja. «

Este descubrimiento enriquece nuestra comprensión de la evolución de los ecdisozoos y subraya el papel del registro fósil a la hora de abordar cuestiones importantes sobre el desarrollo de los primeros animales.

Al vincular las estructuras del sistema nervioso con tendencias evolutivas más amplias, el estudio proporciona una imagen más clara de cómo surgieron y se adaptaron a sus entornos los diversos linajes de ecdisozoos.