Mandíbulas pioneras en el reino animal
CIENCIAS DE LA VIDA / BIOLOGÍA EVOLUTIVA.
Mucho antes de que los dinosaurios aparecieran en la Tierra, feroces peces depredadores desarrollaron mandíbulas con dientes capaces de dar cuenta de sus presas, lo que los ayudó a sobrevivir y a diversificarse en los antiguos océanos de la Tierra.
Ahora, unos científicos han empleado una nueva combinación de técnicas para averiguar cómo estos peces acorazados (conocidos como placodermos), los primeros vertebrados en desarrollar mandíbulas y dientes hace más de 400 millones de años, capturaban a sus presas y las comían en un exótico arrecife antiguo que en su día cubrió lo que hoy es el noroeste de Australia.
El análisis de cráneos de antiguos peces placodermos ha permitido determinar cómo eran sus mandíbulas y cómo hacían su trabajo. Imagen: John Long / Flinders University.
La investigación la ha realizado un equipo integrado, entre otros, por Rex Mitchell y Alice Clement, de la Universidad Flinders en Australia.
Mitchell y sus colegas se llevaron una gran sorpresa al descubrir que estos antiguos peces con mandíbulas desarrollaron dos formas distintas de morder a otras presas acorazadas en los ricos ecosistemas marinos de la Australia prehistórica.
Mientras que las especies de cuerpo más pequeño examinadas dependían de placas trituradoras anchas y planas para pulverizar a la presa entera, las especies con mayor tamaño corporal desarrollaron dientes capaces de perforar y cortar presas, incluso las provistas con caparazón, que eran demasiado grandes para caber enteras dentro de la boca.
“Sabemos que los animales que se nutren de alimentos duros suelen desarrollar mandíbulas más fuertes y superficies trituradoras más anchas y planas, pero eso no es exactamente lo que encontramos en este análisis”, explica Clement.
Los investigadores emplearon una nueva técnica de análisis de elementos finitos, con simulaciones informáticas y análisis tridimensionales de las superficies de mordida, para reconstruir cómo comían ocho de estas especies en los océanos de hace 385 millones de años.
A diferencia de muchos animales actuales, incluidos los humanos, los placodermos no tenían un único hueso mandibular inferior. En vez de eso, sus mandíbulas estaban formadas por pares de placas óseas sostenidas por cartílago, con superficies que iban desde placas trituradoras anchas hasta bordes cortantes afilados con estructuras descriptibles como dientes.
Los investigadores realizaron simulaciones digitales de mordida sobre modelos en 3D de los huesos mandibulares fósiles para medir su resistencia a las fuerzas de mordida, comparando posteriormente estos resultados con la complejidad de la superficie de mordida de cada especie.
En lugar de hallar una relación simple, descubrieron que tanto los placodermos más grandes como los más pequeños poseían las mandíbulas más fuertes para soportar el acto de morder con gran intensidad, a pesar de utilizar estructuras de mordida completamente diferentes. Las especies de cuerpo más pequeño presentaban placas trituradoras anchas y casi lisas, mientras que las de cuerpo más grande poseían superficies dentales elevadas y de gran complejidad.
La clave, según creen los investigadores, reside en la relación entre el tamaño corporal del depredador y el de la presa en los casos en los que esta última posee un caparazón externo de gran dureza.
A las presas acorazadas más pequeñas se las podía ingerir enteras y triturarlas entre placas de mordida anchas y planas. Sin embargo, a las presas de mayor tamaño había que fragmentarlas primero en trozos más pequeños para poder ser devoradas. Esto requería estructuras dentales más complejas, capaces de perforar la coraza antes de triturarla.
La especie de mayor tamaño corporal del estudio poseía dientes dispuestos a lo largo de una cresta ósea elevada, formando una estructura sorprendentemente similar a las cabezas de armas medievales diseñadas para perforar armaduras. Esto sugiere que el pez utilizaba sus mandíbulas para perforar el caparazón de la presa antes de fragmentarla en trozos manejables. Los hallazgos demuestran que la alimentación a base de presas de consistencia dura entre los primeros vertebrados con mandíbulas de la Tierra no se logró mediante una única solución evolutiva. En vez de eso, la evolución generó una notable diversidad de diseños mandibulares que permitió a los placodermos aprovechar distintas presas dentro del antiguo ecosistema de arrecifes.
El estudio se titula “Hard-object feeding adaptations infer relative predator-prey size relationships in Devonian placoderms”. Y se ha publicado en la revista académica Scientific Reports.
Por: Redacción.
Sitio Fuente: NCYT de Amazings