Un equipo internacional de científicos del Museo de Historia Natural de Ginebra (MHNG) y de la Universidad de Ginebra (UNIGE) revela que algunos celacantos, peces de 240 millones de años de antigüedad, utilizaban su pulmón para captar sonidos bajo el agua.
Este descubrimiento, publicado en
Communications Biology, se basa en imágenes de tomografía por sincrotrón, una radiación X particularmente intensa, y ofrece una perspectiva inédita sobre la evolución de los sistemas sensoriales en los vertebrados.
Los celacantos intrigan a los biólogos desde su redescubrimiento en el siglo XX. Estos peces, actualmente representados por dos especies del género
Latimeria, están más emparentados con los vertebrados terrestres que con la mayoría de los demás peces. Si bien las especies actuales viven en profundidad y respiran únicamente mediante sus branquias, sus ancestros, que vivieron hace unos 240 millones de años, presentaban una mayor diversidad de formas y hábitats. Algunos poseían un pulmón desarrollado, cubierto de placas óseas dispuestas como las tejas de un tejado. Hasta ahora, la existencia de este órgano se interpretaba principalmente como una adaptación para la respiración aérea.
Estos vestigios anatómicos constituyen un testimonio valioso de la historia evolutiva de estos peces, y quizás también de la de nuestros propios ancestros acuáticos.
Para explorar sus otras posibles funciones, un equipo de investigación dirigido por Lionel Cavin, conservador del MHNG y profesor titular del Departamento de Genética y Evolución de la Sección de Biología de la Facultad de Ciencias de la UNIGE, analizó fósiles de celacantos del Triásico, descubiertos en Lorena (Francia), utilizando el sincrotrón europeo (ESRF) en Grenoble. Este acelerador de partículas permitió explorar la estructura interna de los fósiles con una precisión micrométrica.
Renderizado 3D del esqueleto de Graulia branchiodonta. El órgano auditivo incluye las alas óseas (rojo) sobre el pulmón osificado (blanco) que transmitían las vibraciones sonoras al oído interno (no representado) situado en el hueso proótico ubicado en el cráneo (rosa).
© L.Manuelli-MHNG Un sistema auditivo inédito revelado por imágenes
Las imágenes revelaron un pulmón osificado excepcionalmente bien conservado, provisto en su extremo de estructuras en forma de alas óseas. Paralelamente, el estudio de embriones de celacantos actuales puso en evidencia un canal que conecta los órganos de la audición y el equilibrio situados a ambos lados del cráneo.
Al combinar estas observaciones, los científicos sugieren que estas dos estructuras formaban un sistema sensorial completo. Las ondas sonoras captadas por el pulmón osificado habrían sido transmitidas a los oídos internos a través de este canal, permitiendo así al animal percibir sonidos bajo el agua.
"Nuestra hipótesis se basa en analogías con peces de agua dulce modernos, como las carpas o los bagres. En estas especies, un dispositivo llamado 'aparato de Weber' conecta la vejiga natatoria con el oído interno. Este dispositivo les permite detectar las ondas submarinas y, por tanto, oír bajo el agua. La burbuja de aire encerrada en la vejiga natatoria es indispensable para detectar estas ondas que, de lo contrario, atraviesan el cuerpo del pez sin ser detectadas", explica Luigi Manuelli, doctorando en el grupo de Lionel Cavin y primer autor del estudio.
Una capacidad perdida en el curso de la evolución
Por el momento, esta particularidad anatómica solo se ha observado en dos especies de celacantos del Triásico. Sin embargo, podría haber estado más extendida entre los celacantos antiguos que poseían un pulmón osificado. "Esta capacidad auditiva sin duda se perdió progresivamente cuando los ancestros de los celacantos actuales se adaptaron a entornos marinos profundos. Su pulmón se redujo entonces, haciendo que este sistema fuera inútil", sugiere Lionel Cavin.
Hecho notable, algunas estructuras asociadas al oído interno se conservaron no obstante. "Estos vestigios anatómicos constituyen hoy un testimonio valioso de la historia evolutiva de estos peces, y quizás también de la de nuestros propios ancestros acuáticos", concluye el investigador.
Fuente: Universidad de Ginebra