La tomografía de un antiguo cráneo de reptil revela pocos cambios evolutivos en 22 millones de años

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La tomografía de un antiguo cráneo de reptil revela pocos cambios evolutivos en 22 millones de años
Crédito: Karen Carr Studio Inc.

Una tomografía computarizada del cráneo de un plesiosaurio de cuello largo muestra que la arquitectura craneal de estos reptiles marinos extinguidos hace tiempo no evolucionó mucho en los 22 millones de años que vivieron durante el Cretácico.

Eso es muy inusual, dijo el paleontólogo de la SMU Louis Jacobs, una de las principales autoridades mundiales en criaturas prehistóricas y coautor de un estudio publicado en PLOS One.

"Básicamente, en cualquier cosa, excepto en los fósiles vivientes, no se pasan 22 millones de años sin evolucionar", dijo Jacobs, profesor emérito de Ciencias de la Tierra en SMU y presidente del ISEM en SMU.

Los plesiosaurios elasmosáuridos, parecidos al mítico monstruo del Lago Ness, eran los más grandes de los plesiosaurios de cuello largo, llegando a medir hasta 43 pies y la mitad de esa longitud se debía a sus pequeñas cabezas y sus larguísimos cuellos. Los paleontólogos de la SMU (Universidad Metodista del Sur), que forman parte de un equipo internacional denominado Proyecto PaleoAngola, basaron sus hallazgos en una tomografía computarizada del cráneo de 71,5 millones de años de una especie de elasmosáurido llamada Cardiocorax mukulu.

Este detallado modelo 3D permitió a los paleontólogos comparar el cráneo bien conservado de C. mukulu encontrado en Angola con el de otras especies de elasmosáuridos. Descubrieron que el C. mukulu era casi idéntico a los cráneos de elasmosáuridos mucho más antiguos, incluido uno encontrado en Cedar Hill (Texas) en 1931, cuyos restos de 93 millones de años se encuentran en el Museo Shuler de Paleontología de la SMU.

"La forma del cráneo, la organización de los músculos y la forma y disposición de los dientes reflejan en gran medida cómo un animal adquiría sus presas", dijo el coautor Michael J. Polcyn, investigador asociado y director del Laboratorio Digital de Ciencias de la Tierra de la SMU. "El aspecto interesante de Cardiocorax mukulu es que parece que los predecesores de este animal adoptaron un estilo de alimentación particular al principio de su historia evolutiva, y luego mantuvieron la misma estructura básica del cráneo durante los siguientes 22 millones de años".

Habrá que seguir investigando para determinar por qué los elasmosáuridos pudieron ser diferentes de otros reptiles en su viaje evolutivo.

Los elasmosáuridos vivieron durante el periodo Cretácico, que abarcó desde hace 145 millones de años hasta hace 66 millones de años. Eran depredadores y se alimentaban de peces y otros animales marinos. Los paleontólogos de Projecto PaleoAngola descubrieron por primera vez a C. mukulu en Angola en 2015.

El autor principal del estudio de la tomografía es Miguel P. Marx, que empezará un programa de doctorado en la Universidad de Lund (Suecia) a finales de este mes y fue investigador del departamento de Ciencias de la Tierra de la SMU durante este estudio. Otros coautores son Jacobs y Polcyn, de la SMU; Octávio Mateus, de la Universidade Nova de Lisboa y el Museu da Lourinhã (Portugal); Anne S. Schulp, del Naturalis Biodiversity Center y la Universidad de Utrecht (Países Bajos); y A. Olímpio Gonçalves, de la Universidade Agostinho Neto (Angola).

Cráneo hallado en la misma zona que dio lugar a la exposición del Museo Smithsoniano

Mateus encontró el cráneo y la mandíbula casi completos de C. mukulu, junto con 12 dientes asociados y otras partes fosilizadas del cuerpo del reptil en Bentiaba, Angola, en 2017. Esa zona está en la costa de Angola que Jacobs ha llamado un "museo en el suelo", porque se han encontrado muchos fósiles en las rocas allí.

Muchos de esos fósiles se exponen actualmente en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian. La exposición "Sea Monsters Unearthed" (Monstruos marinos desenterrados) del museo, coproducida con la SMU, presenta grandes reptiles marinos del Cretácico: mosasaurios, tortugas y plesiosaurios.

Jacobs y Polcyn forjaron la asociación Projecto PaleoAngola con colaboradores de Angola, Portugal y los Países Bajos para explorar y excavar la rica historia fósil de Angola y comenzaron a sentar las bases para devolver los fósiles a la nación de África Occidental. De vuelta a Dallas, Jacobs, Polcyn y la investigadora asociada Diana Vineyard se pusieron a trabajar durante 13 años con un pequeño ejército de estudiantes de la SMU para preparar los fósiles excavados por el Projecto PaleoAngola.

Al igual que la exposición del Smithsonian, el descubrimiento de los restos de Cardiocorax mukulu fue el resultado de esa colaboración. 

La tomografía muestra que las mandíbulas y los dientes de los elasmosáuridos no evolucionaron mucho


La tomografía computarizada (TC) del cráneo de Marx fue diseñada para revelar partes del cráneo que de otro modo serían difíciles de ver, como la caja del cerebro. Solo una parte del cráneo fue liberada de la roca angoleña en la que se descubrió, ya que los cráneos de elasmosáuridos son muy frágiles. Por ello, la tomografía computarizada se realizó en gran parte a través de la roca que conservaba el espécimen.

Sin embargo, "la buena resolución de las imágenes de TC resultantes me permitió discriminar entre el hueso, la matriz de la roca y la cubierta de yeso en la que estaba protegido el cráneo", dijo Marx. "Así, pude construir un modelo 3D del cráneo y poder estudiar las partes frágiles del mismo, como la caja del cerebro y el paladar, sin tocarlo".

Las conclusiones del equipo sobre la anatomía craneal de C. mukulu se extrajeron de las comparaciones con el cráneo de Libonectes morgani, un elasmosáurido mucho más antiguo que se encuentra en la SMU.

"El cráneo de L. morgani en la SMU es tan completo que las suturas entre los diferentes huesos pueden ser claramente delineadas", dijo. "El cráneo de Libonectes morgani me sirvió de guía para hacer el modelo de cráneo de Cardiocorax mukulu. Esto hizo que el proceso de construcción del modelo fuera mucho más rápido".

Marx y el equipo de PaleoAngola también compararon las imágenes en 3D con los cráneos de Styxosaurus snowii y Thalassomedon haningtoni, todos ellos elasmosáuridos de distintas épocas.

La similitud entre las mandíbulas, los dientes y el resto de la anatomía del cráneo de C. mukulu y sus predecesores fue un descubrimiento sorprendente, dijo Marx.

Por ejemplo, tanto el cráneo de Cardiocorax mukulu como el de Libonectes morgani presentan una rama dorsal alta del maxilar, y la organización de los huesos del cráneo alrededor de las órbitas es idéntica, dijo Marx. Los cráneos de estas dos especies sólo difieren en un par de aspectos clave, incluyendo un número ligeramente diferente de dientes en las filas de dientes superiores e inferiores, la ubicación de la sutura premaxilar-parietal, y la presencia o ausencia de los pterigoides en contacto entre sí por debajo del hueso basioccipital.

"Parece que el cráneo de los elasmosáuridos no sufrió cambios evolutivos significativos a lo largo de su historia, lo cual es muy interesante", dijo Marx. 

Fuentes, créditos y referencias:

Miguel P. Marx et al, The cranial anatomy and relationships of Cardiocorax mukulu (Plesiosauria: Elasmosauridae) from Bentiaba, Angola, PLOS ONE (2021). DOI: 10.1371/journal.pone.0255773

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