Spinosaurus ¿Un depredador terrestre o acuático?

                                             


                               Spinosaurus- En el punto de mira.

El pasado mes de abril un grupo de paleontólogos y científicos internacionales, liderados por los paleontólogos Nizar Ibrahim de la Universidad de Detroit Mercy donde trabaja de profesor asistente de Biología y Paul Sereno geólogo y paleontólogo de la Universidad de Chicago, publicaron en la prestigiosa revista Nature, un interesante descubrimiento de un dinosauro que vivió en el Cretácico del que se tiene muy poca información, Spinosaurus aegyptiacus. 

La misteriosa y emocionante  historia del fósil de un ejemplar de este dinosauro data desde el siglo XX, donde fue descubierto por primera vez por el paleontólogo alemán Ernst Stromer en 1912, en el desierto del Sahara, Egipto. Los restos de este dinosaurio fueron expuestos en el museo de Múnich, Alemania, que desgraciadamente con el estallido del conflicto de la Segunda Guerra Mundial, fueron destruidos casi en su totalidad por un ataque aéreo de los Aliados. Quedando solo algunos vestigios de aquel fósil (dibujos de los fragmentos de los huesos, y los restos que se fueron recuperando más adelante). Desde ese fatídico acontecimiento, poco más se sabía sobre aquel misterioso terópodo.

Ernst Stromer (1871-1952) paleontólogo que descubrió un fósil de Spinosaurus aegyptiacus. 

Hasta que el grupo de paleontólogos mencionado anteriormente encontraron en la formación geográfica de Kem Kem, Marruecos, un esqueleto de otro ejemplar  de Spinosaurus aegyptiacus con una cola casi completa y parte de las extremidades inferiores. Fue un hallazgo bastante sorprendente ya que desde el suceso ocurrido en la Segunda Guerra Mundial no se volvió a encontrar un fósil como ese.

Representación de un Saurópodo. 

Representación de un Hadrosaurio

En estudios preeliminares, inicialmente se pensó que este dinosaurio tenía un hábito semiacúatico, siendo un depredador que se limitaba a vadear y capturar presas alrededor de las zonas donde había grandes masas de agua. Una característica muy inusual y cuestionada  hasta hoy en día, ya que la investigación sobre los dinosaurios ha sugerido que estos animales vivían en ambientes terrestres, por diferentes causas; anatómicas, biomecánicos, y taxonómicos. De hecho, hubo varios grupos como Saurópodos y Hadrosaurios que se pensaba en unos inicios que habían vivido en ambientes acuáticos, pero esta idea se descartó.

En el artículo científico demuestran que es muy posible que estos dinosaurios hubieran vivido en ambientes acuáticos. Ya que la cola de estos terópodos tiene una forma muy inusual y única ya que presenta unas espinas neurales muy altas con galones alargados formando un órgano enorme, flexible con forma de aleta capaz de generar un empuje con gran eficiencia en el agua, comparables con las colas expandidas que presentan algunos vertebrados acuáticos existentes para generar una propulsión hacia delante mientras nadaban.

Reconstrucción de un esqueleto de  Spinosaurus aegyptiacus. Los huesos restantes se encuentran en blanco. 

Sin embargo, esas pruebas no se quedan ahí, sino que hay otras características anatómicas que lo apoyan como; unas extremidades posteriores reducidas, pies anchos con grandes uñas planas, huesos largos con una cavidad medular muy reducida, y  características del cráneo; como una nariz retraída, dientes cónicos entrelazados.

Reconstrucción de un Spinosaurus aegyptiacus 

Estas adaptaciones son el resultado de un estilo de vida acuático y una dieta piscívora. Estas características se han observado también en otros miembros del clado de este dinosaurio, que por aquel entonces, tenía una distribución muy amplia por el globo. Con un rango estratigráfico de aproximadamente más de 50 millones de años, lo que nos indica que hubo una gran presencia de dinosaurios acuáticos por aquella época.

Además, los indicios que nos arrojan todas estas características anatómicas esqueléticas nos indican que esta especie representa una desviación muy importante de la de otros terópodos, en la que se incluye los miembros del clado Tetanuro (que comprende los “crown birds” y todos los demás terópodos que están estrechamente relacionados con las aves que con Ceratosaurus). Una característica de este clado es que poseían una cola rígida. Por lo tanto, contradictorio sustancialmente con el hecho de que la cola de los Spinarosaurus fuera flexible y articulable.

Por ello el equipo de Nizar Ibrahim y Paul Sereno formularon la hipótesis que la morfología de la cola que era altamente especializada le permitió funcionar como una estructura propulsora para la locomoción acuática.   

Para comprobarlo, se procedió a cortar las formas de la cola bidimensionales de plástico de varios terópodos, (para ver la fuerza que podían generar en un medio acuático y así ver cómo era de  potente  el empuje), cuyas dimensiones fueron muy finas de 0.93mm de grosor y con una rigidez a la flexión muy baja.

Imagen de uno de los prototipos empleados para el estudio. 

Esas colas se unieron a un controlador robótico en un canal de agua, donde se consiguieron amplitudes de la cola casi el 40% de la longitud de la cola a una velocidad similar a la de la locomoción acuática lenta en los tetrápodos modernos. El rendimiento de la natación se cuantificó con el empuje medio y la eficiencia medio ante un sensor de fuerza par de seis ejes que impulsaba la cola.   Los resultados arrogaron datos sorprendentes ya que se demostró que la forma de la cola del Spinosaurus fue capaz de generar más de 8 veces el empuje de las formas de otros terópodos. 

Contrariamente a lo que se pensaba en un inicio, estos resultados obtenidos experimentalmente junto con las características morfológicas y anatómicas de este terópodo parecen indicar fue un depredador acuático que cazaba dentro del agua.

A pesar de haber llegado a todas estas conclusiones a partir de los procedimientos experimentales, hay que recalcar que estas funciones de la cola se han realizado en base de unos restos muy incompletos, con comparaciones completamente espurias con otros terópodos con un tamaño muy similar.

Como conclusión, como podemos ver el trabajo arduo y exaustivo de los paleontólogos y científicos siempre da sus recompensas, ¿Quién iba a pensar que tras el desastroso accidente ocurrido en el museo de Múnich durante la II Guerra Mundial, casi más de medio siglo después se volviera a encontrar un fósil de otro ejemplar?

También este artículo nos demuestra que la ciencia siempre se cuestiona hipótesis, teorías e incluso hasta leyes científicas ya establecidas para saber la verdad sobre la realidad. Para poder comprender con mayor facilidad el mundo en el que vivimos, ya que por ejemplo en un principio se pensaba que el Spinosaurus aegyptiacus era un depredador terrestre pero que circundaba las orillas cercanas a las grandes masas de agua para cazar, debido a que se tenía la idea preconcebida de que la mayor parte de los dinosaurios vivían en el medio terrestre. 

Además este estudio se aleja mucho de la temática de las entradas anteriores, ya que en las investigaciones tratadas anteriormente, se empleaban complejos y sofisticados instrumentos de investigación como logaritmos matemáticos, análisis de ADN, estudios histológicos o escaneos con rayos X. El método de investigación realizado en este estudio, es por lo general más "tradicional" o "convencional" ya que se ha empleado las técnicas biomecánicas que se han estado llevando desde hace unos años. Obviamente eso no quiere decir que la parte de desarrollar las pruebas y los cálculos experimentales fueran "coser y cantar". 

Lo que creo que resalta más de este estudio más que las técnicas que se han empleado o su modernidad es la complejidad que tiene detrás un estudio científico y el personal especializado que trabaja en cada uno de ellos, ya que aunque principalmente se nombre a los especialistas en este área, los paleontólogos, hay que ser consciente de que junto a ellos, están otros especialistas, como físicos, y biólogos que les ayudan en la realización de estos experimentos. Es decir, que la investigación es interdisciplinar, proporcionando un amplio abanico de posibilidades para poder desarrollar un estudio científico. 

Y... hasta aquí mi cuarta entrada, espero que el descubrimiento del que he hablado en esta entrada os haya resultado súper interesante y curioso como me lo pareció a mí. ¡Nos vemos en la próxima, chicos!😍😍😇🙋.

Referencias: 

• Nizar Ibrahim, Simone Maganuco, Cristiano Dal Sasso, Matteo Fabbri, Marco Auditore, Grabiele Bindellini, David M. Martill, Samir Zouhri, Diego A. Mattarelli, David M. Unwin, Jasmina Wiemann, Davide Bonadonna, Ayoub Amane, Juliana Jakubczak, Ulrich Joger, George V. Lauder & Stephanie E. Pierce. (2020) Tail-proelled aquatic locomotion in a theropod dinosaur. Nature, 2898. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2190-3

Paginas de interés:

           Ciéncies naturals de Barcelona

• Ciéncies naturals de Barcelona. MUSEU BLAU. SPINOSAURUS, EL GIGANTE PERDIDO DEL CRETÁCEO. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://museuciencies.cat/es/exposicio_temporal/spinosaurus-el-gigante-perdido-del-cretaceo/. [Con acceso el 24/4/20]. 

          Nizar Ibrahim.

• Nizar Ibrahim, Ph. Paleontologist, Anatomist, Assistant Professor of Biology, National Geographic Explorer, TED Fellow. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://www.nizaribrahim.net/. [Con acceso el 24/4/20]

         Paul Sereno. 

• Paul Sereno. Paleontólogo. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://paulsereno.uchicago.edu/. [Con acceso el 24/4/20]

           Encyclopedia Britanica.

• Encyclopedia Britannica. Ernest Stromer. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://www.britannica.com/biography/Ernst-Stromer [Con acceso el 23/4/20]

           Sketchfab.

• Sketchfab. Maquette. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://sketchfab.com/3d-models/maquette-07b2b6bf4c464c09bd30daa629f266ff. [Con acceso el 26/4/20]. 

           Wikipedia.

• Wikipedia. Sauropoda. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Sauropoda. [Con acceso el 25/4/20]

           Wikipedia.

• Wikipedia. Hadrosauridae. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Hadrosauridae. [Con acceso el 25/4/20]

          Wikipedia.

• Wikipedia. Tetanuro. [Web de internet]. Fecha desconocida. Disponible en:  https://es.wikipedia.org/wiki/Tetanurae. [Con acceso el 25/4/20].

          

Osteosarcoma en fósil de un antepasado de las tortugas

¡Hola de nuevo curios@s!

Aquí estoy, un día más, para hablaros de otro reptil. En esta, mi tercera entrada, os expongo el descubrimiento de un osteosarcoma (tumor maligno) en los huesos de un pariente de las actuales tortugas. 

Inicio mi búsqueda con el artículo de la revista Science News por Aimee Cunningham: A rare, ancient case of bone cancer has been found in a turtle ancestor Science News, Vol. 195, No. 5, March 16, 2019, p. 5 para hacerme una idea, aunque el artículo original de los investigadores es el siguiente: Yara Haridy et al. Triassic Cancer—Osteosarcoma in a 240-Million-Year-Old Stem-Turtle, JAMA Oncology (2019). DOI: 10.1001/jamaoncol.2018.6766

Lamentablemente, a pesar de registrarme y buscar como ver el artículo completo, no me ha servido de nada, así que he tenido que buscar en otros medios para hallar más información, aquí dejo el tercer artículo que he visitado: Bob Yirka: Bone cancer found in 240-million-year-old stem-turtle fossil , https://phys.org/  Februrary 8, 2019. 

Pappochelys rosinae

Como ya he comentado con anterioridad, se ha encontrado un fósil de un ancestro de las tortugas del período Triásico (Primera etapa de la Era Mesozoica y que precede al Jurásico. Se inicia hace 251Ma (Millones de años) y termina hace 201Ma). 

Este fósil de hace más de 240 Ma parece ser el caso más antiguo conocido de cáncer en en amniotas (mamíferos, aves y reptiles). Como se puede apreciar en el artículo, el fósil de una de las extremidades posteriores de Pappochelys rosinae, tortuga que carecía de caparazón, fue encontrado en 2013 en el SO (Sudoeste) de Alemania. Paleontólogos y médicos analizaron el hueso mediante la realización de un T.A.C. (Tomografía computerizada), muy útil ya que aporta una visión tridimensional y detallada de cualquier cosa que queramos analizar ya que podemos hacer cortes sagitales (izquierda-derecha), axiales (zona superior-inferior) o coronales (anterior-posterior) de la muestra mediante un PC. 

CÁNCER DE HUESO. Un equipo de paleontólogos y médicos descubrió que un fémur fosilizado de Pappochelys rosinae (vista frontal que se muestra con una imagen de TAC) tenía un osteosarcoma perióstico (cáncer óseo maligno).

Según las propias palabras de Haridy, paleontóloga en el Museum für Naturkunde de Berlín: "Cuando vimos que esto no era una ruptura o una infección, comenzamos a observar otras enfermedades que causan el crecimiento. ¿El veredicto? Osteosarcoma perióstico, un tumor óseo maligno. Se parece casi de forma exacta al osteosarcoma perióstico humano". Añade: "Es casi obvio que los animales antiguos tendrían cáncer, pero es muy raro que encontremos evidencia de ello. El descubrimiento de este tumor proveniente del Triásico ofrece evidencias de que el cáncer es una vulnerabilidad a la mutación profundamente enraizada en nuestro ADN". La muestra de estudio fue encontrada junto con otras 20 similares en una cantera cercana a la ciudad Alemana de Velberg. Se observó que uno de los huesos, un fémur, tenía una gran protuberancia anormal, tras varias hipótesis e investigación, se descubrió que era un osteosarcoma. Las evidencias de cáncer en fósiles es realmente extraña, ya que solo se encuentran, en la mayoría de los casos, en tejidos blandos. También comentar que el tipo de cáncer encontrado es uno de los más extraños, dándose aproximadamente de 800 a 900 casos en humanos en Estados Unidos, de modo que el haber encontrado este tipo de cáncer en un fósil lo hace realmente especial (al fósil, claro está).

El cáncer en humanos normalmente está asociado a cambios genéticos y ambientales, por lo que es probable que en animales los orígenes sean los mismos.

Imagen más concreta de la localización del osteosarcoma de Pappochelys rosinae.

Este descubrimiento fue posible gracias a la ciencia de la Paleopatología, ciencia que estudia las enfermedades antiguas, gracias a la cual hoy en día entendemos la evolución de los patógenos, sistemas inmunitarios, fisiología de la curación y muchos aspectos del medio ambiente. Esta investigación se centró en la prevalencia del cáncer en diversos organismos, descubriéndose que en algunos casos, algunos animales eran más propensos a sufrirlo, mientras otros eran inmunes.

Y bueno, aunque esta entrada me parece que ha sido más breve que las de otras veces... espero que aún así os haya parecido interesante. Siento no poder aportar mucha más información al respecto, espero que con el tiempo descubramos más acerca de este curioso caso. Por lo pronto, os dejo un artículo de la revista National Geographic dónde además de hablar sobre Pappochelys rosinae, entremezcla un poco también los orígenes del cáncer en humanos.

https://www.nationalgeographic.es/animales/2019/02/descubren-un-raro-caso-de-cancer-en-una-pata-fosilizada

Con esto ya me despido, hasta la última entrada, que ya será una puesta en común de esta y las anteriores y dónde expondré mis motivos de por qué he decidido hablar de E. carrolldongi (¿Ornitorrincos en el Triásico? Pues...¡si!), O.pabsti (Pasito a pasito...) y P. rosinae. ¡Nos leemos!

Pappochelys rosinae os dice: ¡Hasta otra!

REFERENCIAS:

• Aimee Cunningham. 2019. A rare, ancient case of bone cancer has been found in a turtle ancestor. Science News 195,5: 5.
• Asbach, P., Fröbisch, N., Haridy, Y., Rothschild, B.M., Schoch, R.S. & Witzmann, F. 2019. Triassic Cancer—Osteosarcoma in a 240-Million-Year-Old Stem-Turtle JAMA Oncology, 5,3: 283-442
• Yirka, B. 2019. Bone cancer found in 240-million-year-old stem-turtle fossil https://phys.org/

Pasito a pasito...

Hola de nuevo estimad@s lector@s:
Ya os he hablado de E.carrolldongi, un reptil ya extinto, en mi entrada ¿Ornitorrincos en el Triásico? Pues...¡si!. En esta ocasión, hablaré también de otro reptil extinto: Orobates pabsti, el cual nos va a enseñar un poco acerca de como caminaban estos animales hace ya tantísimos años atrás. 

Figura 1: Esqueleto de O.pabsti encontrado en Turingia, Alemania, 1998.

O.pabsti era un reptil del genero Diadectidae, poseía una mezcla de rasgos exclusivos que lo diferenciaban de otros (rasgos autoapomórficos) y rasgos primitivos (plesiomórficos). 

Vivió hace unos 260 Ma en el Pérmico medio. Respecto al género Diadectidae, eran reptiles conocidos por ser tetrápodos terrestres de grandes dimensiones, además de demostrar mediante la posición de sus huellas, que caminaban con una postura erecta. Fueron muy importantes en cuanto a la evolución de ecosistemas terrestres y de los vertebrados, ya que fueron los primeros en introducir en las cadenas alimentarias material vegetal. De hecho, O.pabsti es uno de los más representativos de esta transición.

En el artículo de J.A. Nyakatura et al. Reverse-engineering the locomotion of a stem amniote. Nature. Vol. 565, January 17, 2019, p. 351. han creado un robot que emula los andares de este reptil. Tras el descubrimiento del fósil de Turingia, en 2007 determinaron que tanto dicho fósil como el de sus huellas eran piezas clave para el posterior estudio de su locomoción.

Figura 2: Huellas de O.pabsti.

En dicho articulo, Kamilo Melo, bio-robotista de la École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suiza comenta acerca de ello: "Creas una marioneta y ves cuanto ángulo puede moverse una articulación". Tras su creación, basada en el esqueleto del animal, lo recrearon de forma virtual dónde ya se incluían factores más concretos que afectan a la movilidad tales como la gravedad, el rozamiento, o el equilibrio. Esto aún daba una visión mucho más concisa de como debía de ser la forma real de moverse de O.pabsti.

Figura 3: Diseño digital y 3D de O.pabsti

A este estudio se le añadieron cuatro especies tetrápodas modernas como un caimán, una iguana, una salamandra y un escinco para hacer una comparativa de movimientos. Esto desveló que salamandras y escincos mantienen sus cuerpos más pegados al suelo y las extremidades más extendidas lateralmente, al contrario que los caimanes, que están más erguidos.

Figura 4: a) Salamandra; b) Escinco; c) Iguana; d) Caimán.

Seguidamente, crearon a OroBOT, el robot arriba mencionado, para recrear de una manera mucho más veraz los movimientos, haciendo coincidir de manera real las huellas fosilizadas de O.pabsti con las extremidades robóticas del tetrápodo. De este experimento dedujeron unos 512 movimientos posibles y distintos entre ellos, y crearon una escala con distintas variables como el posible grado de deslizamiento en el movimiento del robot al coincidir sus pasos con las huellas, el consumo energético, el equilibrio del mismo, y su precisión.

Figura 5: OroBOT

En conclusión, lograron definir que O.pabsti fue probablemente un reptil superior, con abdomen no pegado al suelo, con un andar eficiente y sin movimientos bruscos a los lados (al contrario que la salamandra, por ejemplo, que al caminar balancea su cuerpo), ayudando esto ultimo, probablemente, a un menor consumo de energía.

Para hacerse una idea, ¿qué mejor que verlo? Aquí está el vídeo acerca de la forma de caminar de O.pabsti mediante el OroBOT. Personalmente, a mi me ha cautivado... Los andares de O. pabsti. y OroBOT.

Para finalizar, a modo de curiosidad, os dejo un enlace que me parece muy interesante perteneciente a una de las universidades que he tenido el gusto de visitar durante los distintos viajes que he realizado: La universidad de Humboldt, en Berlín (Alemania). Realizando un proyecto de investigación, han creado un modelo tridimensional realizado con una impresora 3D y partiendo del fossil de O.pabsti. En los resultados de dicho proyecto se incluye también el mencionado OroBOT.

O.pabsti from 3D Printer

Espero que os haya parecido tan interesante como a mi cuando lo leí. Nos vemos en la próxima entrada... ¡Hasta luego!

REFERENCIAS:

• Nyakatura et al. Reverse-engineering the locomotion of a stem amniote. Nature. Vol. 565, January 17, 2019, p. 351.
• C. Gramling. A four-legged robot hints at how ancient tetrapods walked. Science News Online, Jan 16, 2019. and Science News Magazine, Vol. 195, No. 3, February 16, 2019, p. 7

El gran mundo de la microscopía

De acuerdo al artículo anterior, en el que nos centramos en la reconstrucción cromática de los dinosaurios a partir de microestructuras halladas en las plumas y el pelo de ciertos dinosaurios, en este artículo nos disponemos a  seguir la investigación del científico Edwin Cadena, quien intenta obtener gran cantidad de información científica a partir del estudio de la estructura y composición microscópica de los fósiles del yacimiento de Messel.

Cadena E. (2016) Microscopical and elemental FESEM and Phenom ProX-SEM-EDS analysis of osteocyte- and blood vessel-like microstructures obtained from fossil vertebrates of the Eocene Messel Pit, Germany. PeerJ 4:e1618  https://doi.org/10.7717/peerj.1618

Fig.1. Edwin Cadena.

Los osteocitos son las células más abundantes en los tejidos óseos de los vertebrados (Bonewald, 2011), junto con los vasos sanguíneos  y fibrillas de colágeno mineralizadas. Todas estas microestructuras, no visibles a simple vista vamos a  abreviarlas como microestructuras OBvF (para economizar un poquito el lenguaje), y nos dedicaremos en las siguientes líneas a estudiar su preservación a nivel microscópico durante millones de años.

Estas micrestructuras OBvF han sido halladas fosilizadas en los vertebrados del Eoceno temprano-medio (aproximadamente hace 43 millones de años) del yacimiento de Messel, situado cerca de la ciudad de Darmstadt, Alemania. Este yacimiento ha sido declarado por la UNESCO como extraordinario, debido a la excepcional preservación y diversidad que presentan los fósiles que nos encontramos en él. Incluye vertebrados, invertebrados y plantas. A pesar de la excepcional preservación de los vertebrados del yacimiento de Messel, únicamente los restos esqueléticos macroscópicos han recibido la atención de estudios científicos. A diferencia de estos fósiles, las microestructuras preservadas en los mismos han sido muy poco estudiadas.

Fig.2. Yacimiento de Messel, Alemania.

Fue entonces cuando Edwin Cadena, investigador científico de la universidad ecuatoriana Yachay Tech, aprovechó la oportunidad de dedicarse al estudio de la preservación de estas  estructuras de escala micro y nanométrica durante millones de años. Para ello recogió muestras de diminutos fragmentos de huesos (< 1 cm³) del yacimiento de Messel de especies de tres linajes distintos de vertebrados: tres especies distintas de tortugas, un mamífero, un anfibio, un pez, un cocodrilo, un lagarto y un ave.

A continuación sometió a las nueve muestras recolectadas a  una serie de técnicas analíticas con el objetivo de identificar alguna estructura del tipo OBvF. Entre las técnicas que utilizó nos encontramos la del microscopio electrónico de barrido (LOT-QuantumDesign).

Los resultados mostraron que en cuatro de los vertebrados (dos especies de tortugas Allaeochelys crassesculpta (Harrassowitz, 1992) y Neochelys franzeni (Schleich, 1993), un  cocodrilo y un mamífero) existe preservación de células óseas, en especial de osteocitos,  pero también de restos de vasos sanguíneos y fibras de colágeno.

La presencia de microestructuras del tipo OBvF encontradas en tortugas,  cocodrilos y  mamíferos confirma la excepcional preservación de los vertebrados del yacimiento de Messel, tanto a escala macroscópica (restos esqueléticos y algunas impresiones de pelo) como a escala microscópica (tejidos óseos).

La falta de recuperación de microestructuras del tipo OBvF en las muestras restantes de vertebrados del yacimiento no implica que dichas muestras hayan de ser ignoradas o excluidas, ya que futuros estudios podrían identificar la presencia de microestructuras parecidas a las del tipo OBvF.

Por tanto, acabamos de corroborar que no únicamente quedan preservadas en el registro fósil las estructuras macroscópicas, como el esqueleto de un mamífero, sino que también el ambiente y las condiciones de diagénesis de la roca permiten la preservación de microestructuras como las recientemente halladas, o las anteriormente citadas en el artículo que este precede.

Fig.3. (F) Marcas y depresiones irregulares
 debidas a la actividad bacteriana. (B) Bordes fragmentados.

Una vez alcanzados este punto nos disponemos a describir estas estructuras de tipo OBvF. Estructuras como los osteocitos de las tortugas A. crassesculpta y N. franzeni varían de formas semiovaladas a enlongadas y a muy elongadas, y poseen un color que va de amarillento a anaranjado. En contraste con los osteocitos de las tortugas, los de los cocodrilos Diplocynodon darwini y del mamífero Eomanis krebsi son ligeramente más pequeños, y además, son translúcidos y no presentan  manchas.

En cuanto a las microestructuras de los vasos sanguíneos, se caracterizan por la presencia de una fina pared de textura microgranular. Las fibras de colágeno se encuentran formando alineaciones o formando coalescencias de varias fibras. Presentan manchas de coloración amarilla y anaranjada, conservando las características que se mostraban en los huesos de casi todos los vertebrados, incluyendo los seres humanos.

Fig.4. Microestructuras de osteocitos de
fósiles de tortugas del yacimiento de
Messel.

Las microestructuras de las fibras de colágeno son texturalmente distintas a  las de los vasos sanguíneos, las cuales presentan una fina pared textural microgranular; y a las de los osteocitos.

Los análisis del FESEM (Field Emission Scanning Electron Microscope) muestran que las microestructuras de los osteocitos de las dos especies de tortugas presentan una textura punteada tanto interna como externa.

En la superficie externa de los osteocitos observamos pequeñas marcas y depresiones dispuestas en patrones circulares y lineares. Su presencia se asocia a la actividad microbiana (Kaye, Gaugler et Sawlowicz, 2008). Además, es considerada la hipótesis de que la actividad bacteriana es posterior a la estabilización de éstos una vez quedaron preservados en los huesos. No obstante, es necesario un muestro de mayor dimensiones para corroborar esta pequeña hipótesis acerca de la vida microbiana que llevarían asociadas estas microestructuras osteocíticas.

Usando la técnica del FESEM, han sido examinados los bordes de estos fragmentos, y no se han observado evidencias de plegamiento, lo que nos indica que estas microestructuras de osteocitos constituyen  un material frágil, más que uno dúctil. Esta evidencia no nos permite obtener más información con las técnicas empleadas (FESEM), sin embargo, se considera la opción de realizar una visión en tres dimensiones de la estructura interna de los huesos de los vertebrados del yacimiento de Messel, utilizando técnicas tomográficas, lo que podría proveernos no solo información acerca de la morfología original ósea, sino también de las variaciones intraóseas, así como de la densidad volumétrica o la distribución de estas microestructuras osteocíticas.

Posteriormente, se ha podido identificar la composición de los osteocitos. Predominantemente encontramos oxígeno, carbón y hierro, y en menores concentraciones fósforo, calcio, nitrógeno y silicio. 

Fig.5. (A) Microestructuras de vasos saguíneos. (B-C) Fibras de colágeno,
asiladas o en coalescencia.

A diferencia de esta composición, las fibras de colágeno presentan muy baja concentración de hierro. En este caso predomina el oxígeno, calcio y fósforo. Por último, los vasos sanguíneos, al igual que los osteocitos, son muy ricos en hierro.

La alta concentración de hierro en las microstructuras de los osteocitos y vasos sanguíneos, pero no de las fibrillas de colágeno, podría indicar la presencia de un mecanismo químico de secuestración del hierro entre las microestructuras. Además, las diferencias composicionales entre estas microestructuras no se esperarían si los procesos diagenéticos hubiesen sido comunes (Schweitzer et al., 2007; Bertazzo et al., 2015). De acuerdo a un estudio de Scheitzer et al. (2014), el hierro contribuye a la preservación de tejidos blandos y moléculas a lo largo del tiempo a través de un doble mecanismo muy complejo que podría haber actuado sobre los vertebrados del yacimiento de Messel, siendo favorecido por las condiciones anoxigénicas del fondo de las aguas y por la abundancia de minerales ricos en hierro.

Fig.6. Composición elemental de las microestructuras de
osteocitos del yacimiento de Messel.

También cabe destacar que la composición elemental de los osteocitos y vasos sanguíneos no muestra altos niveles de nitrógeno, lo cual no lo anticipábamos, ya que la abundancia de nitrógeno por parte del ADN es muy típica. Además, las variaciones de color entre los osteocitos transparentes y de los que presentan manchas de colores desde el amarillo hasta el naranja podrían deberse a la presencia de otros elementos.

Nos hemos dispuesto ha describir y proveer de información microscópica de micorestructuras del tipo OBvF de los restos de vertebrados del yacimiento de Messel.

Estas observaciones, en última instancia, tiene el fin de servir de base a los futuros estudios en busca de estructuras nanométricas parecidas a las OBvF, así como restos de proteínas.

El descubrimiento de estas microestructuras podría servir para establecer relaciones evolutivas entre especies de vertebrados como los primates (Franzen et al., 2009) y los caballos (Franzen, 2006), ya que en el yacimiento de Messel se encuentran algunas de las formas más basales de especies. Incluso también podríamos identificar el modo y el ritmo de evolución molecular, lo que supondría un gran avance para la paleobiología. Pero este artículo no ha sido el lugar para establecer dichas relaciones, sino simplemente el sitio para establecer las bases en cuanto a las microestructuras capaces de preservarse en los huesos de los seres pretéritos que habitaron la Tierra. Además, al igual que se han preservado estas estructuras podrían preservarse muchas otras, que esperemos que los estudios tomográficos sean capaces de revelar.

Como conclusión, espero que este artículo haya servido como reflexión acerca de todo aquello que nos provee información y que difícilmente podemos ver. No hay que olvidarse del poder de la microscopía. En ocasiones nos fijamos únicamente en los objetos en su escala macroscópica, cuando la escala microscópica podría exhibirnos más información que la que aparentemente vemos a simple vista en los afloramientos. Ni la ciencia se ha percatado aún de que las grandes cualidades se encuentran en los pequeños detalles…

Referencias:

Bonewald LF. The amazing osteocyte. Journal of Bone Mineral Research. 2011

Schleich HH. Neochelys franzeni n. sp., the first Pleurodiran turtle from Messel.  Kaupia, Darmstädter Beiträge zur Naturgeschichte 3:15–21. 1993

Harrassowitz H. Die Schildkrötengattung Anosteira von Messel bei Darmstadt  und ihre stammesges chichtliche Bedeutung. Abhandlungen der Hessen Geologischen  Landesanst 6:137–238. 1922

Kaye TG, Gaugler G, Sawlowicz Z. Dinosaurian soft tissues interpreted as bacterial biofilms. PLoS ONE 3(7):e2808 2008

Schweitzer MH, Wittmeyer JL, Horner JR. Soft tissue and cellular preservation in vertebrate skeletal elements from the Cretaceous to the present. Proceedings of the Royal Society of London B: Biological Sciences 274:183–197 2007a 

Bertazzo S, Maidement SCR, Kallepitis C, Fearn S, Stevens M, Xie H. Fibers and cellular structures preserved in 75-million year old dinosaur specimens. Nature Communications 6:7352 2015

Schweitzer MH, Zheng W, Cleland T, Goodwin MB, Boatman E, Theil E, Marcus MA, Fakra SC. A role for iron and oxygen chemistry in preserving soft tissues, cells and molecules from deep time. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 281:20132741 2014

Franzen JL, Gingerich PD, Habersetzer J, Hurum JH, Von Koenigswald W, Smith BH. Complete primate skeleton from the middle Eocene of Messel in Germany: morphology and paleobiology. PLoS ONE 4(5):e5723  2009

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La vida en el Oligoceno tardío del Lago Enspel (Westerwald, Alemania)

Hay depósitos de fósiles que son poco abundantes, pero su preservación y/o conservación es excepcional. Normalmente corresponden  a cuencas anóxidas y son muy importantes en paleobiología, debido a la integridad de sus muestras. Estos depósitos también pueden grabar una prueba directa de las interacciones entre organismos.
Enspel esta desarrollado en una diatrema ("chimenea o conducto volcánico que perfora la seria sedimentaria; generalmente es el resultado de una erupción explosiva" ). Formada por una erupción ferromagnética de traquita o basalto hace 25 Ma aproximadamente, como demuestran sus brechas post-eruptivas características de capas mas bajas. Las paredes del cráter fueron estabilizadas por la erosión y la colonización vegetal. Le siguió un periodo de sedimentación autoctono, residementación de las paredes y deposición de cenizas de erupciones cercanas. A continuación, el espacio de alojamiento fue ocupado por un flujo de lava basáltica de hace 25Ma.
La diversidad de organismos de Enspel incluye muchos organismos unicelulares, como cianobacterias y dinoflagelados, algas doradas, diatomeas, hongos, plantas verdes, helechos, coníferasy gran variedad de angiospermas, polen y esporas. Al menos 73 especies de insectos, crustáceos arácnidos, 6 especies de anfibios, tortugas caimanes, 6 especies de mamíferos y 4 de aves forman la fauna.
Y este es señoras y señores el depósito del que tanto les he hablado.

REFERENCIAS:
http://glosarios.servidor-alicante.com/geologia/diatrema

Enspel más impresionante aún. 

Introducción: 

A lo largo de los tiempos hemos ido descubriendo numerosos restos vegetales ( hojas, frutos, semilla, polen, esporas y madera) sin embargo, casi nunca, nos hemos encontrado con flores. 

Ya sea por su falta de macromoléculas, por el corto tiempo en el que están presentes en la planta o porque después de la polinización partes de estas tienden a desaparecer. 

Esto hace de Enspel un yacimiento mucho más excepcional y extraordinario de lo que hasta ahora creíamos, ya que aquí, queridos amigos, sí que hay FLORES FÓSILES.
Para descubrir los increíbles fósiles que nos tiene preparados Enspel vamos a apoyarnos en el siguiente artículo:

http://0-link.springer.com.cisne.sim.ucm.es/article/10.1007/s12549-014-0172-x/fulltext.html

Vamos a ver lo que Enspel nos regala:

• Flores: se hallaron 10 morfotipos distintos (Img.: 1 y 2), los cuales están agrupados en tres grupos según su conservación:   

                          1._ Brotes o flores jóvenes: están presentes en gran abundancia, los cuales no se han abierto antes de la separación de la plata (Img.: 2f, 3a y b). 

                          2._ Flores con pétalos atados: solo se hallaron dos, una hexámera y otra pentámera (Img1: a y b). 

                          3._ Flor sin pétalo: este grupo reúne a casi todos los restos(Img.:2c,d,e,g,h y i, 3d y   e). El más abundante tiene pedicelo largo, receptáculo angular, estilo recto y numerosos estambre asemeja a la Fam. Rosacea, esta Fam. está presente como Rosa Lignitum (hoja) a parte de esta también se halló Dicotylophyllum sp. (también como hoja). 

Así fue y es el animal que encandiló a Antoni Gaudí. 

INTRODUCCIÓN:

Estos animales son abundantes en depósitos del Cenozoico (en Europa predomina la Fam. Salamandridae), en los cuales los especímenes articulados con realmente excepcionales y han proporcionados información sobre depósitos lacustres como los cráteres de Messel, Enspel y Randeck Maar, también contribuyen al flujo de materia entre los hábitats terrestres y acuáticos y por ultimo su presencia y distribución a ayudado a inferir las condiciones climatológicas del Neógeno.
En Enspel encontramos la especie Chelotriton paradoxus, este tipo de salamandra se asemeja a los géneros existentes de hoy en día como Tylototriton y Echinotriton, estas unidas a Pleurodeles forman un gran clado a veces conocido como “tritones primarios”( todos ellos comparten un cráneo masivo y bien ornamentado y las costillas largadas en espiga que están asociadas con glándulas de la piel).
El material recogido de esta ultima década incluye a Ichthyosaura randeckensis, donde anteriormente ya se habían producido el hallazgo de Palaeopleurodeles hauffi y otros cuatro especímenes los cuales nos van a ayudar para describir a C. paradoxus.

Por tanto el objetivo de este articulo va a ser:

• Realizar una comparación entre el material de Enspel y el de Randeck.
  
• Estudiar la importancia paleoecológica de Chelotriton en Enspel y Randeck.
  

Para ello nos vamos a apoyar en el siguiente artículo:


http://0-link.springer.com.cisne.sim.ucm.es/article/10.1007/s12549-014-0182-8/fulltext.html

Vertebrados terrestres y acuáticos del Oligoceno

Una de las cosas que más me llama la atención de la paleontología no es en si estudiar los animales como tales si no la información que nos pueden ofrecer acerca del ambiente en el que viven. Es por eso por lo que he decidido realizar entradas acerca de como utilizamos, en este caso los restos de vertebrados terrestres y acuáticos, para hacer una reconstrucción del paleoclima y paleoambiente del Oligoceno. En concreto me voy a centrar en la región de Enspel al oeste de Alemania y para ello voy a basarme en el siguiente artículo:


http://0-link.springer.com.cisne.sim.ucm.es/article/10.1007/s12549-014-0183-7/fulltext.html


INTRODUCCIÓN:


Antes que nada os voy a contar un poco la historia del Oligoceno
en este periodo de tiempo se produjo una gran glaciación la cual dio como resultado una evolución faunística dando lugar al nivel MP-28, el MP es una biozonación en la cual se han dividido los mamíferos del Paleógeno esta clasificación de los fósiles se ha hecho para todas las eras siendo una clasificación de referencia para toda Europa.
Esta gran glaciación se conoce como “Grande Coupure” ,la cual marca el límite entre el Eoceno y el Oligocena. El resultado de este periodo frío fue la desaparición de taxones muy importantes (mamíferos ungulados,principalmente), pero a su vez se produjo una gran inmigración asiática (rinocerontes, rumiantes,etc), gracias al cierre del estrecho Turgai que se produjo debido a una gran bajada del nivel del mar.


Por este gran intercambio de animales es curioso el analizar la dieta (por los huesos y dientes) de los fósiles de los animales que inmigraron para así reconstruir el clima y el ambiente tanto aerobio como acuático.

Nuevo género y especie de Dermestidae (Coleoptera) del cráter Eckfeld Maar (Eoceno medio, Alemania)

Artículo original:

HÁVA, J. & WAPPLER, T. 2014.

A new genus and species of Dermestidae (Coleoptera) from the Eckfeld Maar crater (Middle Eocene, Germany). Bulletin of Geosciences 89(1), 67–74 (1 figure, appendix). Czech Geological Survey, Prague. ISSN 1214-1119. Manuscript received July 24, 2013; accepted in revised form October 23, 2013; published online December 12, 2013; issued January 21, 2014. 

Introducción

Eckfeldattagenus eocenicus gen. et sp. nov.

Proviene de la descripción basada  en unos especímenes completamente preservados del Eoceno Medio en Eckfeld Maar (Alemania), que representan uno de los informes sobre restos de escarabajos (Coleoptera: Dermestidae:

Attageninae) más excepcionales. El género y especie nuevos de este espécimen, difieren de cualquier otro Dermestidae por su cuerpo plano y pronoto, así como su estructura única del conjunto antenal y la superficie elytral arrugada.

Dermestidae, comúnmente hace referencia a la característica superficie de los escarabajos que podemos encontrar en despensas y alfombras, se caracterizan por una gran variedad de hábitos ecológicos y por una biología fascinante. La mayoría de los géneros son carroñeros y se alimentan de material animal o vegetal seco, como piel o polen, pelos o plumas de animales, fibras naturales o insectos muertos.

Son muy usados para limpiar huesos para estudios osteológicos y en entomología forense.

Las trazas dejadas en restos óseos por los Dermestidae han sido documentados para dinosaurios (Paik 2000, Roberts et al. 2007, Britt et al. 2008, Chin & Bishop 2008, Bader et al. 2009) y mamíferos extintos (Martin & West 1995, Kaiser 2000, Laudet & Antoine 2004, Fejfar & Kaiser 2005).

Comprenden más de 1460 familias descritas (Háva 2003, 2013). De acuerdo con un análisis cladístico de categorías más altas, dentro de la familia Dermestidae (Lawrence & Slipinski 2005, Kiselyova & McHugh 2006), pueden reconocerse seis subfamilias:

-Dermestinae (incluidos Marioutinae)

-Thorictinae (sin registro fósil)

-Trinodinae (incluidos Thylodriadinae)

-Orphilinae

-Attageninae

-Megatominae

En este artículo se presenta la descripción de un nuevo escarabajo Dermestidae Paleógeno proveniente desde Eckfeld Maar del Eoceno Medio. Este depósito ha producido un amplio espectro de fósiles que van desde moléculas orgánicas a una amplia gama de vertebrados, incluyendo mamíferos articulados con preservación de tejidos blandos y contenidos intestinales (Lutz et al. 2010).

La nueva especie pertenece a la Attageninae de los Dermestidae y se coloca en un nuevo género, probablemente estrechamente relacionado con el género existente: Attagenus Latreille, 1802.

Yacimiento

El Fossillagerstätte de Eckfeld es un depósito de un lago maar, que fue formado durante el Eoceno Medio temprano.

La base fue inicialmente formada por explosiones volcánicas, resultando en profundas depresiones que fueron rápidamente ocupadas por lagos. Tras las primeras etapas volcanoclásticas y una sedimentación predominantemente siliciclástica, el lago se convirtió meromíctico y el finamente se depositan arcillosas bituminosa laminadas ("oilshale") que fueron formado en la capa inferior un ambiente anóxico. El oilshale contiene biomarcadores y bacterias petrificadas, algas, una gran diversidad de Traqueófitas, numerosos artrópodos, algunos moluscos y una amplia gama de vertebrados, documentando así una muy diversa flora y fauna terrestres que representan el ecosistema hacia el final del Eoceno medio (e.g., Neuffer et al. 1996; Lutz et al. 1998, 2010; Wilde & Frankenhäuser 1998; Lutz & Neuffer 2000; Wappler 2002, 2003a, b; Wappler & Engel 2003, 2006; Wappler & Andersen 2004; Wappler et al. 2004, 2005; Wappler & Heiss 2006; Wappler & Petrulevičius 2007; Petrulevičius et al. 2008; Dlussky et al. 2008, 2009).

La taphocoenosis de insectos en el Eckfelder Maar está predominantemente compuesta por Coleoptera (84%)(Lutz 1993, Wappler 2003a, b) y contiene cerca de un total de 4700 especimenes fósil. La mayoría de ellos se encuentra en buenas condiciones con un potencial excepcional de preservación de detalles. Documenta una alta diversidad de fauna y flora terrestre, mientras que la vida acuática esta pobremente representada.

Paleontología sistemática

Familia: Dermestidae

Subfamilia: Attageninae

Género: Eckfeldattagenus gen. nov.

Especie: Eckfeldattagenus eocenicus sp. nov.

Fig. 1.

Etimología. – Combinación de Eckfeld (Localidad donde se encontraron los especímenes) y Attagenus, nombre del género de una de las plagas más abundantes en productos almacenados. El género es masculino.

Eocenicus en referencia al periodo (Eoceno) del que proviene el fósil.

Fig. 1. Eckfeldattagenus eocenicus gen. et sp. nov.

• A – holotipo (PE 2000/995a, LS). • B – diagráma de hábito de A. • C – contraparte de holotipo (PE 2000/995b, LS). • D – Detalle de la antena en A. • E – paratipo (PE 2000/996a, LS). • F – paratipo (PE 2000/997a, LS). • G – diagrama del hábito de F.

Escala puntuada = 1 mm.

Escala negra = 0.5 mm.

Características de la especie

Por el estilo de preservación, los fósiles comprimidos no pueden ser fácilmente comparados con los fósiles en ámbar o con especies y géneros existentes. No obstante, pueden ser identificados y diferenciados de otros géneros extintos o no.

En algunos aspectos, Eckfeldattagenus se asemeja a los miembros del género relacionado, Attagenus Latreille, 1802 (vide supra). Este último contiene cerca de 180 especies actuales. La especie actualmente descrita difiere de todas las especies fósiles y recientes por la forma muy plana del cuerpo, una estructura única del conjunto antenal, indicando incluso cierto dimorfismo sexual expresado por la longitud del décimo antennomero y un contorno trapezoidal más alargado del pronoto.

Una comparativa con los tres fósiles también comprimidos descritos anteriormente: Attagenus aboriginalis Wickham, 1913 [Colorado (Early Oligocene: Florissant)], Attagenus extinctus C. Heyden & L. Heyden, 1865 [Germany (Middle Miocene)] y Attagenus sopitus Scudder, 1900 [(Early Oligocene: Florissant)], revela que E. eocenicus gen. et sp. nov. se diferencia principalmente por los siguientes caracteres:

- Longitud máxima del cuerpo 5,5 – 6,3 mm, largo, paralelo;

- Antenas muy largas y conjunto antenal compuesto por dos antenómeros en el macho y dos en hembra (conjunto antenal de Attagenus consta de tres antenómeros).

Conclusiones

1. Los fósiles terciarios de escarabajos Dermestridae están claramente más relacionados con la fauna existente, aunque los dos registros Cretácicos representan a miembros de las familias. Curiosamente, los miembros de los Thorictinae, grupo hermano con el resto de Dermestidae están completamente ausentes del registro fósil aún.

2. Aunque su distribución es muy variada, las especies de Dermestidae están más activas durante periodos climáticos más cálidos (e.g., Klok & Harrison 2013).

3. Los requerimientos de temperatura para los Demestridae no están en conflicto con las interpretaciones climáticas del Eoceno Medio en la región de Eifel, según los registros macrobotánicos.

Grein et al. (2011) y Wappler et al. (2012) concluyen que durante el clima de éste periodo, la temperatura anual media rondaba entre 20 y 22ºC, con los meses más cálidos rondando entre 24,7 y 27,9ºC. Es interesante destacar que la mayoría de especies de insectos de la región de Eckfeld Maar se encuentran hoy en día en el Hemisferio Sur pese a que se conocen fósiles Cenozoicos en Europa y otras partes del Hemisferio Norte. (e.g., Wappler 2003a, p. 181ff).

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