Un fósil de 520 millones de años, el ejemplo más detallado hasta ahora del sistema nervioso

Los resultados, publicados en 'Proceedings of the National Academy of Sciences', están ayudando a los investigadores a entender cómo evolucionó el sistema nervioso de los artrópodos. Encontrar cualquier tejido blando fosilizado es raro, pero este hallazgo en particular, de investigadores en Reino Unido, China y Alemania, representa el ejemplo más detallado de un sistema nervioso conservado descubierto hasta ahora.

El animal, llamado 'Chengjiangocaris kunmingensis', vivió durante la "explosión" del Cámbrico, un periodo de rápido desarrollo evolutivo hace aproximadamente 500 millones de años, cuando la mayoría de los principales grupos de animales aparecen por primera vez en el registro fósil. 'C. Kunmingensis' pertenece a un grupo de animales llamados 'fuxianhuiids' y fue un antepasado de los artrópodos modernos, el grupo diverso que incluye insectos, arañas y crustáceos.

"Se trata de una visión única de lo que parecía el sistema nervioso ancestral", dice el coautor del estudio, Javier Ortega-Hernández, del Departamento de Zoología de la Universidad de Cambridge. "Es el ejemplo más completo de un sistema nervioso central desde el periodo Cámbrico", añade.

En los últimos cinco años, los científicos han identificado sistemas nerviosos fosilizados parcialmente en varias especies diferentes de la época, pero éstos han sido en su mayoría cerebros fosilizados. Y en la mayor parte de los especímenes, los fósiles solamente conservan detalles del perfil del cerebro, es decir, la cantidad de información disponible ha sido limitada.

'C. Kunmingensis' parecía una especie de crustáceo, con un amplio escudo casi en forma de corazón-cabeza y un cuerpo largo con pares de patas de diferentes tamaños. A través de una cuidadosa preparación de los fósiles, que implicaba socavar la roca circundante con una aguja fina, los investigadores fueron capaces de ver no sólo las partes duras del cuerpo, sino los tejidos blandos fosilizados también.

La gran mayoría de fósiles que tenemos son huesos y otras partes duras del cuerpo, como dientes o exoesqueletos. Dado que el sistema nervioso y los tejidos blandos están esencialmente hechos de sustancias similares a las grasas, su búsqueda como fósiles es extremadamente rara. Los científicos responsables de este trabajo identificaron por primera vez un sistema nervioso central fosilizado en 2013, pero el nuevo material les ha permitido investigar la importancia de estos hallazgos con mucha mayor profundidad.

UN SISTEMA CON NERVIOS ESPACIADOS DESDE UN CORDÓN VENTRAL

El sistema nervioso central coordina todas las funciones neurales y motoras. En los vertebrados, consiste en el cerebro y la médula espinal, pero en los artrópodos se trata de un cerebro condensado y una serie como en cadena de masas interconectadas de tejido llamadas ganglios nerviosos. Como artrópodos modernos, 'C. Kunmingensis' tenía un cordón nervioso --análogo a la médula espinal en los vertebrados-- en funcionamiento durante todo su cuerpo, con cada uno de los ganglios controlando un solo par de patas para caminar.

Un examen más detallado de los ganglios excepcionalmente conservados reveló docenas de fibras delgadas, cada una con aproximadamente cinco milésimas de milímetro de longitud. "Estas fibras delicadas muestran un patrón de distribución muy regular y por ello queríamos averiguar si estaban hechas del mismo material que los ganglios que forman el cordón nervioso --apunta Ortega-Hernández--. Con el uso de microscopía de fluorescencia, se confirmó que las fibras eran de hecho nervios individuales fosilizados como capas de carbono, ofreciendo un nivel de detalle sin precedentes. Estos fósiles mejoran en gran medida nuestra comprensión de cómo evolucionó el sistema nervioso".

Para Ortega-Hernández y sus colegas, una pregunta clave es qué nos dice este descubrimiento acerca de la evolución de los primeros animales, ya que el sistema nervioso contiene mucha información. Análisis posteriores revelaron que algunos aspectos del sistema nervioso en 'C. Kunmingensis' parecen estar estructurados de manera similar al de los priapúlidos modernos (gusanos del pene) y onicóforos (gusanos de terciopelo), con nervios espaciados regularmente que salen del cordón nervioso ventral.

Por el contrario, estas decenas de nervios se han perdido de forma independiente en los tardígrados (osos de agua) y los artrópodos modernos, lo que sugiere que la simplificación desempeñó un papel importante en la evolución del sistema nervioso.

Posiblemente una de las consecuencias más llamativas del estudio es que el cordón nervioso excepcionalmente conservado de 'C. Kunmingensis' representa una estructura única que es por lo demás desconocida en los organismos vivos. El espécimen demuestra la contribución única de los registros fósiles para entender la evolución temprana de los animales durante el periodo Cámbrico. "Cuantos más de estos fósiles encontremos, más vamos poder entender cómo evolución el sistema nervioso y cómo de pronto evolucionaron los animales", concluye Ortega-Hernández.