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Los tardígrados, también conocidos como osos de agua, son un grupo diverso de carismáticos invertebrados microscópicos que son más conocidos por su capacidad de sobrevivir a condiciones extremas. Un ejemplo famoso fue un viaje al espacio en 2007 en el que los tardígrados fueron expuestos al vacío espacial y a la dañina radiación solar ionizante, y aun así consiguieron sobrevivir y reproducirse tras regresar a la Tierra. Los tardígrados se encuentran en todos los continentes del mundo y en diferentes entornos, como el marino, el de agua dulce y el terrestre.
Los tardígrados han sobrevivido a los cinco eventos de la Gran Extinción Masiva del Fanerozoico, aunque los primeros tardígrados de aspecto moderno solo se conocen del Cretácico, hace aproximadamente 80 millones de años. A pesar de su larga historia evolutiva y su distribución mundial, el registro fósil de los tardígrados es extremadamente escaso. Debido a su tamaño microscópico y a su cuerpo no biomineralizante, la posibilidad de que los tardígrados queden fosilizados es pequeña.
En un artículo publicado el 6 de octubre en Proceedings of the Royal Society B, los investigadores describen un nuevo fósil de tardígrado de aspecto moderno que representa un nuevo género y una nueva especie. El estudio utilizó la microscopía láser confocal para obtener imágenes de mayor resolución de importantes características anatómicas que ayudan a los análisis filogenéticos para establecer la ubicación taxonómica del fósil.
El nuevo fósil Paradoryphoribius chronocaribbeus es solo el tercer fósil de ámbar de tardígrado que se describe completamente y se nombra formalmente hasta la fecha. Los otros dos fósiles de tardígrados de aspecto moderno completamente descritos son Milnesium swolenskyi y Beorn leggi, ambos conocidos en ámbar de la era cretácica en Norteamérica. Paradoryphoribius es el primer fósil que se encuentra incrustado en el ámbar dominicano del Mioceno (hace aproximadamente 16 millones de años) y el primer fósil representativo de la superfamilia de los tardígrados Isohypsibioidea.
El coautor Phillip Barden, del Instituto Tecnológico de Nueva Jersey, presentó el fósil al autor principal Marc A. Mapalo, candidato a doctor, y al autor principal, el profesor Javier Ortega-Hernández, ambos del Departamento de Biología Organísmica y Evolutiva de la Universidad de Harvard. El laboratorio de Barden descubrió el fósil y se asoció con Ortega-Hernández y Mapalo para analizarlo en detalle. Mapalo, especializado en tardígrados, tomó la iniciativa de analizar el fósil utilizando microscopios confocales situados en el Centro de Imágenes Biológicas de Harvard.
"La dificultad de trabajar con este espécimen de ámbar es que es demasiado pequeño para los microscopios de disección, necesitábamos un microscopio especial para ver completamente el fósil", dijo Mapalo. Por lo general, la luz transmitida por los microscopios de disección funciona bien para revelar la morfología de inclusiones más grandes, como insectos y arañas en el ámbar. Sin embargo, Paradoryphoribius tiene una longitud corporal total de solo 559 micrometros, es decir, algo más de medio milímetro. A una escala tan pequeña, un microscopio de disección solo puede revelar la morfología externa del fósil.
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| Izquierda) Vista lateral de Paradoryphoribius chronocaribbeus gen. et sp. nov. vista con luz transmitida bajo el estreomicroscopio (arriba) y con autofluorescencia bajo el microscopio láser confocal (abajo). Derecha) Vista ventral de Paradoryphoribius chronocaribbeus gen. et sp. nov. vista con luz transmitida bajo streomicroscopio (arriba) y con autofluorescencia bajo microscopio láser confocal (abajo). Crédito: Marc A. Mapalo |
Afortunadamente, la cutícula del tardígrado está hecha de quitina, una sustancia fibrosa de glucosa que es un componente primario de las paredes celulares de los hongos y de los exoesqueletos de los artrópodos. La quitina es fluorescente y se excita fácilmente con el láser, lo que permite visualizar completamente el fósil del tardígrado mediante microscopía láser confocal. El uso de la microscopía láser confocal en lugar de la luz transmitida para estudiar el fósil creó grados de fluorescencia que permitieron una visión más clara de la morfología interna. Con este método Mapalo pudo visualizar completamente dos caracteres muy importantes del fósil, las garras y el aparato bucal, o el intestino anterior del animal que también está hecho de cutícula.
"Aunque externamente parecía un tardígrado moderno, con la microscopía láser confocal pudimos ver que tenía esta organización única del intestino anterior que nos garantizaba erigir un nuevo género dentro de este grupo existente de superfamilias de tardígrados", dijo Mapalo. "Paradoryphoribius es el único género que tiene esta disposición específica de caracteres únicos en la superfamilia Isohypsibioidea".
"Los fósiles de tardígrados son raros", dijo Ortega-Hernández. "Con nuestro nuevo estudio, el recuento completo incluye solo cuatro especímenes, de los cuales solo tres son descritos y nombrados formalmente, incluyendo Paradoryphoribius. Este trabajo abarca básicamente un tercio del registro fósil de tardígrados conocido hasta la fecha. Además, Paradoryphoribius ofrece los únicos datos sobre un aparato bucal de tardígrado en todo su registro fósil".
Los autores señalan que existe un fuerte sesgo de conservación de los fósiles de tardígrados en el ámbar debido a su pequeño tamaño y a sus preferencias de hábitat. Por ello, los depósitos de ámbar constituyen la fuente más fiable para encontrar nuevos fósiles de tardígrados, aunque eso no significa que encontrarlos sea una tarea fácil. El descubrimiento de un fósil de tardígrado en el ámbar dominicano sugiere que otros yacimientos muestreados con frecuencia, como los depósitos de ámbar birmano y báltico, también podrían albergar fósiles de tardígrados. Históricamente, existe un sesgo hacia las inclusiones más grandes en el ámbar, ya que las inclusiones tan pequeñas como los tardígrados son difíciles de ver y requieren habilidades de observación extremadamente buenas, así como algunos conocimientos especializados.
"Los científicos saben dónde encajan a grandes rasgos los tardígrados en el árbol de la vida, que están relacionados con los artrópodos y que tienen un origen profundo durante la Explosión Cámbrica. El problema es que tenemos este filo extremadamente solitario con solo tres fósiles con nombre. La mayoría de los fósiles de este filo se encuentran en el ámbar pero, al ser pequeños, aunque se conserven puede ser realmente difícil verlos", dijo Ortega-Hernández.
Mapalo coincidió: "Si se observa la morfología externa de los tardígrados, se podría suponer que no hay cambios que se produzcan dentro del cuerpo de los tardígrados. Sin embargo, al utilizar la microscopía láser confocal para visualizar la morfología interna, vimos caracteres que no se observan en las especies extensas pero sí en los fósiles. Esto nos ayuda a entender qué cambios se produjeron en el cuerpo a lo largo de millones de años. Además, esto sugiere que aunque los tardígrados puedan ser iguales externamente, algunos cambios se producen internamente".
Fuentes, créditos y referencias:
A tardigrade in Dominican amber, Proceedings of the Royal Society B (2021). royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspb.2021.1760
Imagen: Reconstrucción artística de Paradoryphoribius chronocaribbeus gen. et sp. nov. en musgos. Crédito: Arte original creado por Holly Sullivan