El descubrimiento de fósiles arroja luz sobre la evolución temprana del sistema nervioso animal

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

Sus hallazgos, publicados en un artículo titulado «Preservación y evolución temprana del cordón nervioso ventral del escalidóforo» en Avances científicosproporcionan información valiosa sobre los orígenes de estas estructuras en el período Cámbrico basal.

El equipo de investigación, formado por el Dr. Deng Wang (Northwest University), el Dr. Jean Vannier (Université de Lyon), el Dr. Chema Martin-Durán (Queen Mary University of London) y la Dra. María Herranz (Université Rey Juan Carlos), analizó fósiles excepcionalmente bien conservados de depósitos clave del Cámbrico. Estos fósiles incluyen representantes de Scalidophora de evolución temprana, un subgrupo de Ecdysozoa, que ofrece una visión poco común de la arquitectura del sistema nervioso de los animales antiguos.

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

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

Además, si bien los loricíferos y los kinorrincos comparten un diseño de sistema nervioso similar al de los artrópodos, están filogenéticamente distantes. ¿Son estas similitudes el resultado de una evolución convergente o reflejan un origen evolutivo compartido?

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

Al estudiar fósiles de la Formación Fortunian Kuanchuanpu (por ejemplo, Eopriapulites y Eokinorhynchus), la Biota de Chengjiang (por ejemplo, Xiaoheiqingella y Mafangscolex) y la prolifica Wuliuan Ottoia, los investigadores identificaron estructuras alargadas que se extienden a lo largo del lado ventral de estos organismos antiguos.

«Estas estructuras se parecen mucho a los cordones nerviosos ventrales que se ven en los priapulidos modernos», explicaron el Dr. Deng Wang y el Dr. Jean Vannier. Su análisis indica que estos fósiles conservan impresiones de cordones nerviosos ventrales únicos, lo que arroja luz sobre la probable condición ancestral de los calidoforos.

El análisis filogenético apoya la hipótesis de que un único cordón nervioso ventral era 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 probablemente también tenía un solo cordón nervioso.

«Esto nos lleva a proponer que el ancestro común de todos los ecdisozoos poseía un único cordón nervioso ventral», afirma el doctor Chema Martín-Durán. «Los pares de cordones nerviosos observados en artrópodos, loricíferos y kinorrincos probablemente evolucionaron de forma independiente, representando rasgos derivados».

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

La Dra. María Herranz señaló: «La aparición de cordones nerviosos emparejados probablemente facilitó una mayor coordinación del movimiento, particularmente en animales segmentados. Durante la transición Precámbrico-Cámbrico, los cambios en los sistemas nervioso y muscular probablemente estuvieron relacionados con el desarrollo de apéndices, lo que permitió más locomoción 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 clave sobre el desarrollo animal temprano.

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.