Reconstrucción volumétrica de una prótesis dental en vista de su aspecto lingual (patrón total de qianodus dupis). El espécimen mide más de 2 mm de largo. Crédito: Chu et al.

Los raros dientes fósiles chinos cambiaron las creencias de los científicos sobre la evolución de los vertebrados.

Un equipo internacional de científicos ha descubierto restos de peces dentados que datan de hace 439 millones de años, lo que indica que los ancestros de los condrictios (tiburones y rayas) y los huesecillos (peces con aletas lobuladas y rayas) surgieron mucho antes de lo que se pensaba.

Los resultados fueron publicados recientemente en la prestigiosa revista templar la naturaleza.

Un sitio remoto en la provincia de Guizhou, en el sur de China, ha producido notables descubrimientos de fósiles, incluidos dientes solitarios identificados como pertenecientes a una nueva especie (Qianodus doubleis) de primitivos vertebrados con mandíbulas del antiguo período Silúrico (hace entre 445 y 420 millones de años). Qianodus, llamado así por el antiguo nombre de la actual Guizhou, tenía elementos dentales inusuales parecidos a los de un caracol que llevaban varias generaciones de dientes que se insertaron a lo largo de la vida del animal.

Reconstrucción de un Qianodus doubleis nadando. Crédito: IVPP

Uno de los fósiles más raros encontrados en el sitio fue el de las espiroquetas dentales (o cefitas) de Qianodus. Debido a su pequeño tamaño, que rara vez supera los 2,5 mm, tuvo que ser estudiado con aumentos en luz visible y rayos X.

Una característica notable de las migas era que tenían un par de filas de dientes colocados en un área central elevada desde la base de las almohadillas. Estos llamados dientes primarios muestran un crecimiento gradual de tamaño a medida que se acercan al gusano interno (lingual). El desplazamiento distintivo entre las dos filas de dientes primarios es lo que distingue a las flores de Qianodus de las de otros vertebrados. Aunque no se detectó previamente en las almohadillas de dientes de especies fósiles, también está presente una disposición similar de filas de dientes proximales en los dientes de muchos tiburones modernos.

Sección hipotética a lo largo de la pieza giratoria del diente en vista lateral (tipo comprensivo de Qianodus Duplicis). El espécimen mide más de 2 mm de largo. Crédito: Chu et al.

El descubrimiento indica que los grupos conocidos de vertebrados con mandíbulas de la llamada «edad de los peces» (hace 420 a 460 millones de años) en realidad surgieron hace unos 20 millones de años.

«Qianodus nos proporciona la primera evidencia concreta de dientes y mandíbulas extendidas de este crítico período temprano de la evolución de los vertebrados», dijo Li Qiang de la Universidad Normal de Qujing.

A diferencia de los dientes de los tiburones modernos que se caen constantemente, los investigadores creen que las almohadillas dentales de Qianodus permanecieron en la boca y aumentaron de tamaño a medida que el animal crecía. Esta explicación explica el agrandamiento gradual de los dientes de reemplazo y el ensanchamiento de la base de la mandíbula como respuesta al aumento continuo del tamaño de la mandíbula durante el desarrollo.

Para los investigadores, la clave para reconstruir el crecimiento de las burbujas eran dos muestras en una etapa temprana de formación, fácilmente identificables por sus tamaños significativamente más pequeños y menos dientes. Una comparación con las ampollas maduras más numerosas ha proporcionado a los paleontólogos una visión poco común de la mecánica evolutiva de los dientes de los primeros vertebrados. Estas observaciones indican que los dientes primarios fueron los primeros en formarse, mientras que la adición de los dientes laterales (adicionales) ocurrió más tarde en la evolución.

Reconstrucción Qianodus dupis, Vertebrados mandibulares primitivos. Crédito: Zhang Heming

«A pesar de sus características distintivas, se han informado discos dentales en muchos linajes extintos de osteoclastos y cartilaginosos», dijo Plamen Andreev, autor principal del estudio. «Algunos de los primeros cartílagos incluso construyeron sus dientes completamente a partir de puntas muy juntas».

Los investigadores afirman que este también fue el caso con Qianodus. Llegaron a esta conclusión después de examinar pequeñas burbujas (de 1 a 2 mm de largo) de una nueva especie de radiación de sincrotrón, un proceso de tomografía computarizada que utiliza rayos X de alta energía de un acelerador de partículas.

Profesor Chu Min del Instituto de Paleontología y Paleoantropología de Vertebrados en Academia china de ciencias.

Estas observaciones están respaldadas por un árbol filogenético que identifica a Qianodus como un pariente cercano de los grupos extintos de condrictios dentados basados ​​en verticilos.

«Nuestra línea de tiempo modificada para el origen de los principales grupos de vertebrados con mandíbula es consistente con la opinión de que su diversificación inicial ocurrió a principios del período Silúrico», dijo el profesor ZHU.

El descubrimiento de Qianodus proporciona evidencia concreta de vertebrados dentados, parecidos a tiburones, decenas de millones de años más antiguos de lo que se pensaba. El análisis genético presentado en el estudio define a Qianodus como un animal primitivo condrictio, lo que significa que los peces con mandíbula ya eran bastante diversos en el Silúrico Inferior y aparecieron poco después de la evolución de la mineralización esquelética en los linajes ancestrales de vertebrados sin mandíbula.

Evan Sansom, coautor del estudio, dijo: universidad de birmingham.

Referencia: «Los dientes de gnathostome más antiguos» por Plamen S. Andreev y Evan J. templar la naturaleza.
DOI: 10.1038 / s41586-022-05166-2