NeoFronteras

El ojo complejo más antiguo

Área: Paleontología — Viernes, 1 de Julio de 2011

Hallan en Australia un ojo fósil mucho más complejo de lo que hasta ahora se creía que había en el Cámbrico.

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Después de que terminara el último episodio de bola de nieve, que cubrió casi por completo el planeta Tierra, se produjo una oxigenación de los ecosistemas. Esta subida de los niveles de oxígeno permitió la proliferación de una vida animal compleja que hasta entonces había sido microbiana. Durante el Ediacarense la vida animal era muy estática y los animales casi eran indistinguible a simple vista de la plantas. Eran seres planos con una gran relación superficie/volumen que estaban anclados al fondo marino, no tenían aparato digestivo y tomaban oxígeno y nutrientes en suspensión del agua que les rodeaba. Su vida era similar a las de las esponjas.
Pero también aparecieron variaciones sobre este tipo de vida. La energía que proporciona la respiración aeróbica permitió que los animales se movieran, dándoles la característica que todos reconocemos en este tipo de seres. Eran criaturas que se movían muy lentamente sobre el fondo marino e iban absorbiendo a través de sus cuerpos los nutrientes del suelo (probablemente microorganismos o tapetes fotosintéticos). Tampoco eran seres muy complejos, pues no tenían ni aparato digestivo ni otras sofisticaciones, pero su movimiento permite intuir la presencia de un sistema nervioso rudimentario. El jardín de Ediácara era pacífico, sencillo, en permanente calma y aburrimiento.
Se cree que entonces surgió algo nuevo: la depredación. La cantidad de nutrientes que se pueden conseguir con la caza es muy superior a la obtenible de “lamer” los microbios del fondo oceánico.
La depredación introdujo una fuerte presión de selección y la vida evolucionó rápidamente en un estallido de vida que denominamos explosión del Cámbrico que ocurrió hace unos 540 millones de años. Esa explosión dejó una huella que quedó registrado en el registro fósil, como por ejemplo en el yacimiento de Burgess Shale en Canadá.
La paz del jardín de Ediácara despareció para siempre y el mundo no volvió a ser el mismo desde entonces. Los animales desplegaron garras, pinzas, tentáculos, dientes, caparazones, escudos… Y desarrollaron sistemas para detectar el olor, el sonido y la luz. La vida terrestre, por primera vez, pudo ver el mundo y el Universo.
La capacidad de moverse rápido, para así poder cazar o no ser atrapado, necesitó de sistemas de procesamiento de información rápidos, de sistemas nerviosos sofisticados y cerebros que efectuaran esos cálculos. La capacidad que tenemos nosotros ahora de resolver, por ejemplo, una integral viene en última instancia de esos tiempos.
La visión también forzó la evolución de sistemas nerviosos complejos dada la gran necesidad de procesamiento que necesita. Pero los ejemplos de ojos fósiles que tenemos del Cámbrico no parecen muy sofisticados. Así por ejemplo, los trilobites de ese periodo tenían ojos compuestos con sólo un centenar de facetas o lentes. Los trilobites adquirieron ojos mucho más complejos en el Ordovícico, ojos maravillosos, algunos de los cuales nos han llegado hasta nosotros maravillosamente conservados y que nos hablan de otros tiempos.

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Ojos complejos de algunas especies de trilobites del Ordovícico (periodo que siguió al Cámbrico). La presión de selección hizo que finalmente muchas criaturas desarrollaran ojos complejos. Estos ojos vieron en su día la luz y permitieron formar imágenes complejas en los cerebros de estas criaturas. Les permitió escapar de sus depredadores.

Así que cuando un grupo internacional de paleontólogos encontraron hace poco un fósil Cámbrico de un ojo compuesto muy complejo (ver imagen de cabecera) se llevaron una sorpresa. Según esto, al parecer los ojos complejos aparecieron mucho antes de lo que se pensaba. La conservación de este ojo de 1 cm de diámetro es exquisita, aunque no queda el resto del animal (probablemente un artrópodo) que lo poseía. Este ojo demuestra que algunos animales del Cámbrico ya tenían una excelente visión.
Este tipo de ojos tiene el mismo diseño que el de los insectos o crustáceos modernos. Son ojos facetados compuestos por muchas lentes y una célula sensible a la luz para cada una. Podemos decir que cada lente corresponde a un píxel en la imagen que se forma en su sistema visual. A mayor número de lentes mayor resolución y mayor capacidad de discernir objetos, como por ejemplo presas.
Este fósil fue encontrado Emu Bay Shale, en la isla Canguro (sur de Australia) y tiene 515 millones de años de antigüedad y está compuesto por 3000 lentes. Además tiene una estructura especial. Las lentes del centro del ojo son mayores que el resto lo que les permitiría captar más luz en ambientes oscuros. Sólo se conocían ojos así de complejos en ejemplares fósiles unos 60 millones de años más modernos.
Según la constancia que se tiene ahora de ese momento de la historia de la vida, el animal que poseía este ojo tendría la visión más poderosa del momento. Se cree que probablemente era un depredador y utilizaba esta visión en alta resolución para localizar mejor a sus presas en presencia de luz tenue. Podría ser similar a una langosta o bogavante actual. Dada la tremenda ventaja que confiere una buena visión para localizar presas y evitar a los depredadores tuvo que haber una tremenda presión de seleccionó que hizo evolucionar rápidamente los sistemas de visión de la época.
Esta visión de 3000 píxeles por ojo dotó a su poseedor de una ventaja sobre sus contemporáneos. En aquella época era habitual tener ojos con sólo un centenar de lentes, como en los trilobites. En comparación podemos mencionar que los actuales cangrejos de herradura (un fósil viviente) tienen sólo 1000 lentes por ojo, mientras que una libélula puede tener cerca de 28.000.

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Simulación de una comparativa entre los sistemas de visión de ojos compuestos de 100, 3000 y 28.000 lentes. Fuente: Universidad Adelaila.

Las excavaciones en esta localización han sacado a la luz más de 5.000 ejemplares de unas 50 especies marinas distintas, muchas todavía sin describir. Entre los fósiles encontrados destacan varias especies de trilobites, artrópodos, gusanos marinos, algas, esponjas, braquiópodos…
Parece ser que Emu Bay Shale se encuentra en una posición intermedia en el tiempo y en el espacio entre las dos localidades paleontológicas más destacadas del Cámbrico: Burgess Shale, en Canadá y Chengjiang, en China. Los científicos implicados han comenzado a observar que algunas formas fósiles corresponden a animales de transición entre las especies descritas entre el primero y el segundo de esos yacimientos.
El yacimiento australiano es muy rico y los restos fósiles parecen estar mejor conservados conforme la profundidad aumenta (la excavación actual se realiza a sólo 1 m de profundidad). Es de esperar que en los próximos años tengamos más sorpresas cámbricas.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3545

Fuentes y referencias:
Nota de prensa de la Universidad Adelaila.
Nota de prensa del CSIC.
Artículo original.
Sobre los primeros ojos.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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