Fósiles prueban que el oído medio humano evolucionó de las branquias

Fósiles excavados en China han proporcionado la primera evidencia anatómica y fósil de un espiráculo de vertebrado, parte del oido medio, que se originó en las branquias de los peces.

Tres pequeños huesos que vibran

El oído medio humano, que alberga tres pequeños huesos que vibran, es clave para transportar las vibraciones del sonido al oído interno, donde se convierten en impulsos nerviosos que nos permiten escuchar.

La evidencia embrionaria y fósil demuestra que el oído medio humano evolucionó a partir del espiráculo de los peces. Sin embargo, el origen del espiráculo de los vertebrados ha sido durante mucho tiempo un misterio sin resolver en la evolución de los vertebrados.

Algunos investigadores del siglo XX, creyendo que los primeros vertebrados debían poseer una branquia espiracular completa, buscaron una entre los arcos mandibular e hioides de los primeros vertebrados. Sin embargo, a pesar de una extensa investigación que abarcó más de un siglo, no se encontró ninguno en ningún fósil de vertebrado.

Ahora, sin embargo, científicos del Instituto de Paleontología y Paleoantropología de Vertebrados (IVPP) de la Academia de Ciencias de China y sus colaboradores han encontrado pistas sobre este misterio en fósiles de galeáspidos acorazados en China.

Sus hallazgos fueron publicados en Frontiers in Ecology and Evolution ⁽¹⁾ el 19 de mayo.

438 millones de años

Según el profesor Gai Zhikun del IVPP, primer autor del estudio, los investigadores del instituto encontraron sucesivamente en los últimos 20 años un fósil de caja craneal 3D de Shuyu de 438 millones de años y el primer fósil de galáespido de 419 millones de años. completamente conservado con filamentos branquiales en la primera cámara branquial. Los fósiles se encontraron en Changxing, provincia de Zhejiang y Qujing, provincia de Yunnan, respectivamente.

"Estos fósiles proporcionaron la primera evidencia anatómica y fósil de un espiráculo vertebrado que se originó en las branquias de los peces", dijo Gai en un comunicado.

Posteriormente se reconstruyó un total de siete endocasts virtuales de la caja craneal de Shuyu. Casi todos los detalles de la anatomía craneal de Shuyu se revelaron en su cráneo del tamaño de una uña, incluidas cinco divisiones cerebrales, órganos sensoriales y pasajes de nervios craneales y vasos sanguíneos en el cráneo.

"Muchas estructuras importantes de los seres humanos se remontan a nuestros antepasados peces, como los dientes, las mandíbulas, el oído medio, etc. La tarea principal de los paleontólogos es encontrar los eslabones perdidos importantes en la cadena evolutiva de los peces a los humanos". Shuyu ha sido considerado como un eslabón perdido clave tan importante como Archaeopteryx, Ichthyostega y Tiktaalik", dijo Zhu Min, académico de la Academia de Ciencias de China.

El espiráculo

El espiráculo es un pequeño agujero detrás de cada ojo que se abre a la boca en algunos peces. En los tiburones y todas las rayas, el espiráculo es responsable de la entrada de agua en el espacio bucal antes de ser expulsado por las branquias. El espiráculo a menudo se ubica hacia la parte superior del animal, lo que permite respirar incluso cuando el animal está mayormente enterrado bajo sedimentos.

En el Polypterus, el pez óseo vivo más primitivo, los espiráculos se utilizan para respirar aire. Sin embargo, los espiráculos de los peces finalmente fueron reemplazados en la mayoría de las especies que no son peces a medida que evolucionaron para respirar por la nariz y la boca. En los primeros tetrápodos, el espiráculo parece haberse desarrollado primero en la muesca ótica. Al igual que el espiráculo, se usaba en la respiración y era incapaz de sentir el sonido. Más tarde, el espiráculo evolucionó hasta convertirse en el oído de los tetrápodos modernos y finalmente se convirtió en el canal auditivo utilizado para transmitir el sonido al cerebro a través de los diminutos huesos del oído interno. Esta función se ha mantenido a lo largo de la evolución hasta los humanos.

"Nuestro hallazgo une toda la historia de la hendidura espiracular, reuniendo descubrimientos recientes desde las bolsas branquiales de vertebrados fósiles sin mandíbula, pasando por los espiráculos de los primeros vertebrados con mandíbula, hasta el oído medio de los primeros tetrápodos, lo que cuenta esta extraordinaria historia evolutiva", dijo el profesor Per E. Ahlberg de la Universidad de Uppsala y académico de la Real Academia Sueca de Ciencias.