miércoles, 4 de mayo de 2016

Extraordinaria preservación de microestructuras óseas fósiles de "Triceratops horridus".

Se ha observado una extraordinaria preservación de células y tejidos microscópicos (vasos sanguíneos, osteocitos y fibras óseas) procedentes de muestras de dinosaurios de la especie Triceratops horridus encontradas en el yacimiento de Hell Creek, Montana (EEUU). Esta sobresaliente preservación ha desencadenado una fuerte controversia en la comunidad científica.

Figura 1. Triceratops horridus. Fuente: Lucifer Monzala.
Preservation of Triceratops horridus Tissue Cells from the Hell Creek Formation, MT.
Mark H. Armitage 
Electron Microscopy Laboratory, Micro Specialist, 587e North Ventu Park Road, STE 304, Thousand Oaks, CA 91320 micromark@juno.com (requested article to author)

De la misma manera que en las anteriores entradas, este artículo continuará los estudios y hallazgos que están llevando a cabo investigadores científicos de todas partes del mundo para entender un poquito mejor el mundo de la preservación fósil microscópica. En este artículo seguiremos el estudio que realizó Mark H. Armitage, publicado a principios de este año.
Durante los últimos 50 años, vasos sanguíneos, bandas de colágeno, células intactas, óseas (osteocitos), y otras microestructuras han sido observadas e ilustradas de varias especies distintas de dinosaurios, incluyendo Tyrannosaurus rex y Triceratops horridus .
Figura 2. Porción ósea, blanda, fibrosa y flexible del cuerno de
Triceratops horridus. Se observan osteocitos, señalados con flechas.
Fuente: Mark H. Armitage.
En 2012, Mark H. Armitage recogió un cuerno supraorbital y una costilla de la especie Triceratops horridus del yacimiento de Hell Creek, en Glandive, Montana (EEUU). Este cuerno mostraba blandas láminas de fibras óseas y estructuras parecidas a células (1). De la misma manera, la costilla contenía vasos sanguíneos y microestructuras rojas que se correspondían con células sanguíneas.  Se observaba la extraordinaria preservación de los osteocitos individuales encapsulados dentro de una lámina flexible del cuerno del individuo.
Las muestras tenían un tamaño semejante al de una mano, y en ellas se observaron microestructuras a partir del microscopio VESEM (Variabale-pressure Scanning Electron Microscopy). Las observaciones con el microscopio se llevaron a cabo en laboratorio a partir de una costosa y previa preparación que duró aproximadamente cuatro semanas.
Tras las observaciones con el microscopio VESEM se obtuvieron los siguientes resultados:
·         En cuanto a las fibras óseas, como se muestra en la Figura 2, se observaron microestructuras blandas de células óseas (osteocitos) dispuestas en láminas.
·         En relación a los vasos sanguíneos, se han observado, en la muestra de la costilla de Triceratops, gran cantidad de vasos sanguíneos blandos que se extendían a lo largo de muchos canales del sistema de Havers (Haversian system u osteón) en la costilla fracturada. Es en la superficie de estos vasos sanguíneos donde se han encontrado las células óseas (osteocitos), vislumbradas como puntos negros (Figura 3).
·         Las células óseas (osteocitos) se observan en la superficie externa de los vasos sanguíneos como microestructuras blandas, de morfología sub-elipsoidal, y presentando gran cantidad de filopodios, emergentes de cada pared externa osteocítica, y que sirven como nexos entre el conjunto de estas células óseas (Figura 4).
Figura 3. Numerosos osteocitos en la superficie de un vaso
 sanguíneo. Fuente: Mark H. Armitage.
Algunos autores como MH Schweitzer únicamente aportan la idea de que la extraordinaria preservación de microestructuras ultradelicadas como los filopodios o las células óseas es debida simplemente a que se han sobrepasado los límites de una típica y cotidiana preservación molecular a lo largo de millones de años (2). Sin embargo, Mark H. Armitage considera que la razón va más allá de esa simple y banal observación .
Parece razonable afirmar que la extraordinaria preservación de los blandos vasos sanguíneos de muestras de fémur de dinosaurios, encontradas en otro yacimiento, se debe al fuerte aislamiento que sufrieron estas microestructuras con el exterior, y la actividad de descomposición biológica que ello conlleva, debido a la fuerte encapsulación de estos tejidos dentro de un hueso de tipo compacto. Sin embargo, dentro del cuerno del Triceratops, como éste estaba compuesto de gran cantidad de tejidos vasculares, no fue posible ese fuerte aislamiento de los vasos sanguíneos, debido a que los tejidos estaban  expuestos abiertamente a condiciones subaéreas, así como el aire, el agua, animales carroñeros, minerales y sales disueltas, y a los ciclos de congelación-descongelación y fuerte calor que azotan la región de Montana. A pesar de todas estas condiciones adversas que dificultan gravemente la preservación de estas microestructuras, la preservación de los vasos sanguíneos en el cuerno de Triceratops sigue siendo sobresaliente. Es más, incluso observándose raíces de plantas, hifas de hongos y restos de insectos, las láminas fibrosas óseas de vasos sanguíneos y los osteocitos siguen preservándose de una manera muy extraordinaria.
Figura 4. Osteocito aislado del cuerno de T. horridus dispuesto en una perforación
ósea. Se observan claramente los filopodios, que actúan como nexos intercelulares. Fuente: Mark H. Armitage.

Debido a este altísimo grado de preservación bajo condiciones poco propensas, los descubrimientos acerca de estas microestructuras fosilizadas como los osteocitos o los vasos sanguíneos han dado cabida a la controversia.
Una hipótesis llevada a cabo en cuanto a la paranormal preservación de estos tejidos blandos defiende que no se trata de tejidos endógenos propios del hueso de Triceratops, sino de películas bacterianas que retienen gran parte de la morfología original de los osteocitos y filopodios de los huesos de dinosaurios (3). Sin embargo, tiempo después se demostró que los osteocitos de otras muestras de dinosaurios contenían proteínas  no pertenecientes a bacterias o películas bacterianas, así como la actina, tubulina o histona H4, por lo que se descartó esta teoría.
Por otro lado, hemos estudiado también muestras óseas de dinosaurios descalcificadas, y hemos observado que muestran aun un mayor grado de preservación estructural (mayor que el anteriormente mencionado)(4,1,5,6). Las superficies descubiertas de estos huesos muestran perforaciones óseas, extensos filopodios y agregados de colágeno (figura 4 y 5).
Figura 5. Filopodios. Los delicados extremos de los filopodios indican el alto grado de
preservación que exhiben. Fuente: Mark H. Armitage.
La figura 6 muestra células que estaban completamente aisladas de las fibras óseas. En trabajos futuros se espera que las células individuales como los osteocitos puedan ser examinadas bajo un microscopio inmunohistoquímico para detectar la presencia de proteínas endógenas.

En conclusión, las teorías acerca de las impresiones de las microestructuras óseas de los dinosaurios sobre películas bacterianas han sido descartadas, y la identificación de proteínas intracelulares e intranucleares ha sido verificada a partir de la demostración de que son tejidos endógenos de dinosaurios (6). Como consecuencia, las afirmaciones acerca de si estos tejidos de dinosaurios son originales comienzan a ser cuestionables.

Figura 6. Osteocitos aislados y descalcificados.
Fuente: Mark H. Armitage.
Los tejidos originales blandos de los dinosaurios muestran, a partir de este estudio, un altísimo grado de preservación, a pesar de las condiciones biológicas y ambientales asociadas al enterramiento, que es lo que impresiona a la comunidad científica. No obstante, la controvertida naturaleza de estos descubrimientos necesita del estudio de otras  muestras de dinosaurios en que también se preserven magníficamente estas microestructuras.

REFERENCIAS:
(1) MH Armitage and KL Anderson, Act Histo 115 (2013) 603-608.
(2) MH Schweitzer et al., Proc Royal Sci B 281 (2014) 3-10.
(3)  TG Kaye et al., PLoS One 3(7) (e2008).
(4)  R Pawlicki and M Nowogrodzka-Zagorska, Ann Anat 180 (1998) 73-77.
(5) MH Schweitzer et al., Science 307 (2005) 1952-55.
(6) MH Schweitzer et al., Science 324 (2009) 626-31. 



2 comentarios:

Alvaro Loyola Bejerano dijo...

Hola Miguel, comparando dos de tus publicaciones (la de “El mundo de la microscopía” y esta de la “Extraordinaria preservación de las microestructuras óseas fósiles de Triceratops horridus”), me he dado cuenta que en ambas, las microestructuras que se preservan son los osteocitos, los vasos sanguíneos y las fibras óseas y de colágeno, tanto en las muestras milimétricas de mamíferos y reptiles del Cenozoico, como en restos mucho más antiguos, como son los de este Triceratops, de extraordinaria preservación. Me ha parecido muy sorprendente la gran cantidad de información que se puede extraer de análisis microscópicos de las muestras paleontológicas, y más...sabiendo la gran cantidad de millones de años que tienen estas muestras..
Como inciso; ¿Podría ser que…al igual que la preservación de las microestructuras de los restos de mamíferos del Cenozoico, estaban asociadas con la presencia de Fe, no se sí podría haber ocurrido lo mismo en el caso de los restos del Triceratops?- (Tranquilo...no me contestes si no quieres).

Miguel González dijo...

Hola Alvaro. Pues sí, la verdad es que es impresionante la de información que se puede obtener a partir de microestructuras que se preservan en el registro fósil. Siempre se ha dedicado la mayor parte de la atención a los fósiles visibles a escala de afloramiento, cuando gran cantidad de la información que se preserva sólo es visible al microscopio.
En referencia a tu pregunta,podría ser posible que la excelente preservación de los restos de Triceratops se debiera a la presencia de Hierro, pero no creo que sea el único factor responsable de esta extraordinaria preservación.