Hallan el cerebro más antiguo de un vertebrado: perteneció al ancestro de los peces comunes

Un fósil de hace 319 millones de años extraído de una mina de carbón inglesa conservaba en su interior el ejemplar más antiguo de un cerebro de vertebrado jamás encontrado. El escáner ha revelado que el cráneo de la criatura conserva un encéfalo y los nervios craneales, que miden poco más de dos centímetros y medio.

El fósil fue encontrado en la explotación de Mountain Fourfoot en Lancashire, en una capa de esteatita entre vetas de carbón, yy fue descrito científicamente por primera vez en 1925. Es el único ejemplar que existe de la criatura, el pez prehistórico Coccocephalus wildi, y por tanto permanece bajo custodia del Museo de Manchester. Fue cedido a los investigadores de la Universidad de Birmingham en Reino Unido y Michigan (EEUU) bajo condición de usar únicamente técnicas no invasivas.

Los investigadores han escaneado el cerebro del que se considera el ancestro de los actinopterigios, los peces con espinas óseas en sus aletas, con espinazo y esqueleto, del que descienden especies como la sardina, la carpa, el salmón o el atún. Según plantean los investigadores, el Coccocephalus tenía el tamaño de una dorada, vivía en estuarios y se alimentaba de pequeños crustáceos, cefalópodos e insectos acuáticos. Mediría hasta unos 25 centímetros de largo y, al morir, habría quedado sepultado en sedimentos sin oxígeno, que ralentizaron la descomposición de las partes blandas.

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De este modo, los investigadores han podido acceder a un instante petrificado en el tiempo: el momento en el que el cerebro de los peces espinosos desarrolló uno de sus principales rasgos evolutivos, según el artículo publicado en la revista Nature. No esperaban encontrárselo, reconocen, ya que este tejido blando se deteriora rápidamente postmortem y es difícil que lleguen a fosilizarse. En este caso, sin embargo, un material mineral denso reemplazó las partes blandas inmediatamente, lo que permitió una preservación "exquisita" y detallada de la estructura. 

Escáner del fósil del Coccocephalus wildi en el que se destaca el cerebro preservado. Figueroa et al. en Nature, Febrero 2023

El "misterioso" objeto revelado por el escáner en el interior del cráneo fosilizado mostraba rasgos que recordaban a los del cerebro de un vertebrado. Presentaba bilateralidad simétrica, poseía espacios vacíos aparentemente similares a los ventrículos, y mostraba múltiples filamentos que se extendían a partir de aperturas en la cavidad craneal. Estos últimos recordaban a los nervios cerebrales que recorren canales parecidos en las especies vivas a día de hoy. Sin embargo, se plegaba hacia adentro en lugar de hacerlo hacia afuera como los de los peces óseos actuales.

"Este hallazgo inesperado de un cerebro de vertebrado preservado en tres dimensiones nos ofrece un atisbo sobrecogedor de la anatomía neural de un pez de espinas óseas en las aletas", explica Sam Giles, investigador de la Universidad de Birmingham. "Revela la existencia de un patrón evolutivo más complicado de lo que sugieren las especies vivas, lo que nos permite definir mejor cómo y cuándo evolucionaron los peces óseos".

"Al compararlo con los peces vivos, el cerebro del Coccocephalus muestra la mayor similitud con los de los esturiones y los peces espátula, a los que nos solemos referir como 'peces primitivos' porque divergieron evolutivamente del resto de aquellos con un esqueleto espinoso hace más de 300 millones de años", prosigue Giles. El hallazgo, además, es destacable por demostrar que las partes blandas de los vertebrados también pueden permanecer preservadas en los fósiles, que suelen corresponder a piezas duras como huesos, dientes y conchas. 

"Es una conclusión importante: estas partes blandas podrían permanecer preservadas en piezas que tenemos entre manos desde hace mucho tiempo. Estamos hablando de un fósil que conocíamos desde hace más de 100 años", destaca por su parte Matt Friedman, de la Universidad de Michigan. "No solo este fósil, aparentemente pequeño y anodino, encerraba el ejemplar más antiguo de un cerebro de vertebrado, sino que demuestra que mucho de lo que asumíamos sobre la evolución cerebral en las especies vivas necesita ser revisado", valora su compañero Rodrigo Figueroa.

Reconstrucción propuesta del Coccocephalus wildi. Márcio L. Castro.

Aunque los cerebros de los animales vertebrados se fosilizan con mayor dificultad, los invertebrados se han preservado en mayores cantidades. A día de hoy, se contabilizan unas 30.000 especies de peces actinopterigios, y suponen cerca de la mitad de los animales vertebrados sobre la faz de la Tierra. La otra mitad la componen los vertebrados terrestres -pájaros, mamíferos, reptiles y anfibios- y los otros grupos de peces menos numerosos, los cartilaginosos y aquellos sin mandíbula.