Totes les entrades de Irene Lobato Vila

Is it as worm? Is it a caterpillar? NO! It is an onychophoran

A group of small curious caterpillar-like predators hide among forest litter and soil of rainforests and other moist habitats: the onychophorans. Despite few onychophorans species are known worldwide, their anatomical, reproductive and ecological traits make them a unique and independent group of animals. Would you like to know more about them? Keep reading.

Is it as worm? Is it a caterpillar? NO! It is an onychophoran

Onychophorans or velvet worms are a phylum of small invertebrates that range from 5mm and 15cm, with soft, long and almost non-modified bodies and small conical unjointed legs like those of caterpillars.

Peripatoides novaezealandiae, an onychophoran species from New Zealand. Photo by Gil Wizen (c) (link).

The scientific name of the group, Onychophora, is formed by the Ancient Greek terms onykhos, “claws” and phorós, “to carry“, since on each foot they have a pair of retractable, hardened (sclerotised) chitin claws.

Claws of the onychophoran Euperipatoides kanangrensis. Photo by Martin Smith CC 4.0 (link).

Currently, about 200 species of onychophorans are known worldwide, all of them terrestrial, distributed exclusively in the Southern Hemisphere. They are classified within two families with a mutually exclusive distribution: Peripatidae, with a circumtropical distribution (mainly found in Mexico, Central America, north of South America and Southeastern Asia), and Peripatopsidae, with a circumaustral distribution (mainly Australasia, South Africa and Chile).

Worldwide distribtion of onychophorans. In green: Peripatidae family; in red, Peripatopsidae family; black dots, fossil records. Photo by Benutzer:Achim Raschka CC 3.0 (link).

Some fossil records that date from the early Cambrian suggest that ancient onychophorans probably appeared barely after the Cambrian Explosion and that they eventually moved from water to land.

Who do onychophorans look like?

To date, the most widely accepted idea from both an anatomical and a morphological point of view is that they constitute an independent phylum within Ecdisozoa, i. e., organisms that undergo consecutive molts or ecdysis to change their cuticle, closely related to tardigrades or water bears and arthropods (insects, arachnids and their related groups, myriapods, crustaceans and the extinct trilobites).

Phylogeny of Bilateria (organisms with bilateral symmetry). Source: tolweb.org

Onychophorans, arthropods and tardigrades all together constitute the Panarthropoda group, a monophyletic taxon, i. e., that groups all the descendants of a common ancestor, which validity has been proved by most of studies.

Phylogeny of Panarthropoda. Source: Wikipedia

So, despite resembling worms (annelids), slugs (gastropod mollusks) or caterpillars (lepidopteran larvae), onychophorans do not belong to any of these groups.

Anatomy

Onychophorans have long bodies covered with a thin, flexible chitinous cuticle with pseudo-segmented markings or weak ringed marks. Its cuticle is also covered in tubercles or papillae with sensilla, i. e., small and thin hairs, which give these animals a velvety appearance that gives rise to their common name.

Can you see the papillae that cover its body and the pseudo-segmentation of its cuticle? Photo of the species Eoperipatus totoro by Melvyn Yeo (c) (link)

Their bodies are internally divided into true segments each with a pair of soft, conical, unjointed legs or lobopods, in contrast to those of arthropods. Their movement is from front to back, in a wave, and each pair of legs move in the same direction, so that their way of walking is slow and gradual, making them almost invisible to prey.

The head houses a pair of mandibles, a pair of tiny eyes with chitinous lenses and a developed retinal layer, and a pair of fleshy sensorial appendices resembling antennae of arthropods, but with which they do not share an evolutionary or embryonic origin. They also have a pair of oral papillae near the mouth, each connected to a slime gland that produces and whitish sticky substance or slime they use to hunt or as a defense. These glands occupy almost the entire length of their bodies.

Onicophoran shooting slime through its oral papillae. Photo by Ivo. S. Oliveria and Alexander Baer (c) (link).

Ecology and behaviour

Most of species live primarily in moist, dark microhabitats, such as forest litter and soil, of rainforests or other types of very rainy forests. They are solitary, nocturnal and photonegative, i. e., they hide from light. A very few species are cave dwellings or live in drier woodlands.

All onychophorans are active predators. They hunt pray by shooting an adhesive substance or slime through their oral papillae to immobilize them. They can shoot this substance up to 30 cm:

The slime is 90% water, while its dry residue consists mainly of proteins, sugars, lipids and the surfactant nonylphenol. Onychophorans are the only known organisms able to synthetize the latter substance, which has been widely produced and used by humans for manufacturing, for example, lubricating oils and detergents.

Reproduction

Mating and fertilization

All onychophorans, except the parthenogenetic species Epiperipatus imthurni, reproduce sexually. Females and males show a moderate degree of sexual dimorphism, with females being somewhat larger than males and, in species with a variable number of legs, females have more legs than males.

Fertilization is always internal, even though the way females receive the sperm from males is quite variable. In most onychophorans, males transfer a spermatophore, i. e., a package of sperma, directly to the female’s genital opening. Males of a few species within Paraperipatus genus use a true penis to complete this transference.

However, the strangest case is that of two species within Peripatopsis genus. Males place very small spermatophores on the back or sides of the female; then, amoebocytes from the female’s blood collect on the inside of the deposition side to secrete enzymes that decompose both the spermatophore’s casing and the body wall of the female on which it rests. This releases the sperm, which travels through the female’s blood or haemocoel to reach the ovaries, where fertilization takes place.

Types of reproduction

Onychophorans may be oviparous, ovoviviparous or viviparous.

The most common are the ovoviviparous forms, i.e., very well-developed eggs provided with yolk are retained inside the female’s body and they hatch barely before she gives birth. These forms are exclusively found within the Peripatopsidae family.

Oviparous forms, which are less common, have been observed in organisms inhabiting habitats with non-stable food sources and instable environmental conditions where the egg shell and other eggs structures would act as a protective barrier. As it happens with the ovoviviparous forms, the oviparous are exclusively found within the Peripatopsidae family.

Ooperipatellus species from Australia and New Zealand, Peripatopsidae family. Photo by Simon Grove (c) (link).

On the contrary, viviparous forms are very well-represented in tropical regions with stable environments and food sources both in Peripatopsidae and Peripatidae (the latter with a circumtropical distribution). Females produce very small eggs that are retained inside her uterus and nourished directly by maternal fluids or specialized tissues from the mother’s body (placenta). Several weeks or months later, females give birth to well-developed offspring.

Picture of the first known specimen of Eoperipatus totoro, Peripatidae family, from Vietnam. Its specific name, ‘totoro’, refers to the animated film ‘My neightbor Totoro’ by Hayao Miyazaki (Studio Ghibli), because the onychophoran resembles the catbus that appears in the film (go to the article).

.          .          .

If you found this entry interesting, feel free to leave your comments!

Main photo by Melvyn Yeo (c)

Anuncis

¿Es un gusano? ¿Es una oruga? ¡NO! Es un onicóforo

Entre la hojarasca y la tierra de selvas tropicales y bosques lluviosos, se esconden unos pequeños y curiosos depredadores en apariencia muy similares a orugas, gusanos y babosas: los onicóforos. Si bien se conocen unas pocas especies, sus rasgos anatómicos, reproductivos y ecológicos los llevan a considerarlos un grupo de animales independiente y único. ¿Te animas a conocerlos? Sigue leyendo.

¿Es un gusano? ¿Es una oruga? ¡NO! Es un onicóforo

Los onicóforos o “gusanos aterciopelados” (del inglés “velvet worms”) son un filo de pequeños organismos invertebrados, de entre 5mm a 15cm de longitud, con cuerpos blandos, alargados y poco modificados, y con pequeñas patas cónicas sin articulaciones de aspecto similar a las de las orugas.

Peripatoides novaezealandiae, una especie de onicóforo de Nueva Zelanda. Imagen de Gil Wizen (c) (link).

Su nombre científico, Onychophora, se compone de los términos griegos onykhos, “uña” y phorós, “llevar” que, unidos, significan “portadores de garras”; esto se debe a que, al final de cada una de sus patas, presentan unas garras endurecidas y retráctiles.

 

“Garras” del onicóforo Euperipatoides kanangrensis. Imagen de Martin Smith CC 4.0 (link).

Actualmente se conocen alrededor de unas 200 especies en todo el mundo, todas ellas terrestres, localizadas exclusivamente en el hemisferio sur. Se encuentran clasificadas en dos familias, cuya distribución es mutualmente excluyente: Peripatidae, de distribución circumtropical (sobre todo México, Centroamérica, norte de Sudamérica y Sudeste Asiático), y Peripatopsidae, de distribución circumaustral (sobre todo Australasia, Sudáfrica y Chile).

Distribución de los onicóforos en el mundo. En verde, familia Peripatidae; en rojo, familia Peripatopsidae; puntos negros, restos fósiles. Imagen de Benutzer:Achim Raschka CC 3.0 (link).

El hallazgo de algunos fósiles datados del principio del Cámbrico sugiere que los antepasados de los onicóforos aparecieron poco después de la explosión cámbrica y que habrían llevado a cabo una transición de la vida acuática a la terrestre.

¿A qué se parecen los onicóforos?

Actualmente, la idea más aceptada y avalada por diferentes estudios anatómicos y moleculares es que se trata de un filo independiente de Ecdisozoos, es decir, organismos que llevan a cabo la ecdisis o muda de su cubierta corporal externa o cutícula, estrechamente emparentados con los tardígrados u osos de agua y con los artrópodos (insectos, arácnidos y grupos afines, miriápodos, crustáceos y los extintos trilobites).

Filogenia de los Bilateria (organismos con simetria bilateral). Fuente: tolweb.org

El grupo formado por onicóforos, artrópodos y tardígrados recibe el nombre de Panarthropoda, un taxón monofilético, es decir, que agrupa todos los descendientes de un antepasado común, cuya validez, a pesar de algunas discrepancias, se encuentra avalada por una mayoría de estudios.

Filogenia de los Panarthropoda. Fuente: Wikipedia

Así pues, a pesar de parecer gusanos (anélidos), babosas (moluscos gasterópodos) u orugas (larvas de lepidópteros), no pertenecen a ninguno de estos grupos.

Anatomía

Los onicóforos presentan un cuerpo alargado recubierto de una fina cutícula débilmente anillada (pseudosegmentada) la cual, a su vez, se encuentra cubierta de papilas sensoriales con pequeños pelos o sensilas, lo que les confiere este aspecto aterciopelado tan característico.

¿Puedes apreciar las papilas que cubren su cuerpo y la segmentación de su cutícula? Imagen de la especie Eoperipatus totoro de Melvyn Yeo (c) (link)

Internamente, su cuerpo se encuentra dividido en segmentos verdaderos cada uno con un par de patas blandas, cónicas y no segmentadas (lobópodos), a diferencia de los artrópodos. Al caminar, y también a diferencia de éstos, cada par de patas se mueve a la vez en la misma dirección de forma que se desplazan lenta y gradualmente, haciéndolos imperceptibles ante sus presas.

En la cabeza presentan un par de mandíbulas, un par de pequeños ojos con lentes quitinosas y retina, y un par de apéndices sensoriales blandos que recuerdan a las antenas de los artrópodos, pero que con las cuales no comparten el mismo origen evolutivo ni embrionario. También desarrollan un par de papilas orales cerca de la boca, las cuales están conectadas a unas glándulas (glándulas de limo) que secretan una sustancia pegajosa y blancuzca, o limo, que utilizan para cazar y defenderse. Estas glándulas ocupan gran parte de la longitud de su cuerpo.

Onicóforo disparando limo a través de sus papilas orales. Imagen de Ivo. S. Oliveria y Alexander Baer (c) (link).

Ecología y conducta

La mayoría de las especies vive en microhábitats húmedos y oscuros de selvas tropicales o bosques muy lluviosos, entre la hojarasca o el sustrato cubierto de materia vegetal en descomposición. Son solitarios, nocturnos y fotonegativos, es decir, rehúyen la luz. Muy pocas especies viven en cuevas o en hábitats más secos, como praderas.

Todos los onicóforos son cazadores activos. Persiguen a sus presas y les lanzan una sustancia adhesiva o limo a través de sus papilas orales para inmovilizarlas. Pueden lanzar chorros de limo hasta 30cm de distancia:

Esta sustancia está compuesta por un 90% de agua más algunos compuestos proteicos (tipo colágeno) y lipídicos, azúcares y un tensioactivo, el nonilfenol. Los onicóforos son los únicos organismos conocidos capaces de sintetizar de forma natural éste compuesto orgánico, el cual ha sido ampliamente sintetizado en laboratorio por el ser humano para la fabricación, por ejemplo, de aceites lubricantes y de detergentes.

Reproducción

Fecundación

Todos los onicóforos excepto una única especie, Epiperipatus imthurni, que lleva a cabo la partenogénesis se reproducen sexualmente. Las hembras suelen ser más grandes que los machos y, en aquellas especies en las que el número de patas es variable, presentan un mayor número de patas (caso de dimorfismo sexual).

La fecundación es siempre interna, aunque la manera en que las hembras reciben el esperma del macho es variable. En la mayoría, la recepción del esperma transferido por el macho tiene lugar directamente en el poro u obertura genital de la hembra mediante la transferencia de un espermatóforo, esto es, una estructura o cápsula que contiene el esperma. Los machos de unas pocas especies del género Paraperipatus presentan un pene con el que realizan esta transferencia.

Sin embargo, el caso más extraño lo protagonizan dos especies del género Peripatopsis. Los machos colocan el espermatóforo encima de la hembra o en sus costados. Tras esto, numerosos amebocitos de la sangre o hemocele de la hembra empiezan a concentrarse bajo el punto donde se encuentra asentado el espermatóforo para, finalmente, liberar enzimas que degradan la cobertura del espermatóforo y la superficie sobre la que éste reposa, es decir, la cutícula y tejidos subyacentes del cuerpo de la hembra. De esta manera, el esperma entra dentro del cuerpo de la hembra, se desplaza por su sistema circulatorio y viaja hasta los ovarios, donde fecunda los huevos.

Tipos de reproducción

Dentro de los onicóforos existen tanto formas ovíparas, ovovivíparas como vivíparas.

Las más comunes son las formas ovovivíparas, es decir, huevos bien formados y provistos de nutrientes son retenidos en el interior del cuerpo de la hembra y eclosionan poco antes de que ésta dé a luz; estas formas se encuentran únicamente dentro de la familia Peripatopsidae.

Las formas ovíparas, menos comunes, se han observado sobre todo en ambientes con pocos nutrientes y condiciones climáticas inestables en las que el huevo actuaría como barrera protectora; de igual manera que las formas ovovivíparas, únicamente se encuentran dentro de la familia Peripatopsidae.

Especie del género Ooperipatellus de Australia y Nueva Zelanda, Familia Peripatopsidae. Imagen de Simon Grove (c) (link).

Las formas vivíparas, en cambio, se encuentran bastante bien representadas en regiones tropicales con climas y fuentes de alimentos estables a lo largo del año tanto en Peripatopsidae como en Peripatidae (éstas últimas de distribución exclusivamente circumtropical). En este caso, las hembras producen unos huevos minúsculos que son retenidos en su útero y alimentados directamente mediante fluidos o tejidos especializados de la hembra (placenta); varias semanas o meses después, la hembra da a luz directamente a crías en un estado de desarrollo muy avanzado.

Imagen del primer ejemplar conocido de Eoperipatus totoro, Familia Peripatidae, en Vietnam. Su epíteto específico, “totoro”, le fue concedido debido a que a los autores de su descripción la forma y el color de esta especie les recordaba al gatobús de la famosa película de Studio Ghibili “Mi vecino Totoro” del director Hayao Miyazaki (ver noticia).

.          .          .

Si te ha parecido interesante esta entrada, no dudes en dejar tus comentarios.

Imagen de portada de Melvyn Yeo (c).

És un cuc? És una eruga? No! És un onicòfor

Entre la fullaraca i el terra de selves tropicals i boscos plujosos, s’amaguen uns petits i curiosos depredadors que recorden a erugues, cucs i llimacs: els onicòfors. Si bé tan sols se’n coneixen unes poques espècies, els seus trets anatòmics, reproductius i ecològics fan que se’ls consideri un grup d’animals independent i únic. T’animes a conèixer-los? Continua llegint.

És un cuc? És una eruga? NO! És un onicòfor

Els onicòfors o “cucs de vellut” (de l’anglès “velvet worms”) constitueixen un fílum de petits organismes invertebrats d’entre 5mm a 15 cm de llargada que presenten cossos tous, allargats i poc modificats, i amb petites potes còniques sense articulacions d’aspecte similar a les de les erugues.

Peripatoides novaezealandiae, una espècie d’onicòfor de Nova Zelanda. Imatge de Gil Wizen (c) (link).

El seu nom científic, Onychophora, es compon dels termes grecs onykhos, “ungla” i phoros, “portar” que, units, signifiquen “portadors d’urpes“; això es deu al fet que, al final de cadascuna de les seves potes, presenten unes urpes endurides i retràctils.

“Urpes” de l’onicòfor Euperipatoides kanangrensis. Imatge de Martin Smith CC 4.0 (link).

Actualment se’n coneixen al voltant d’unes 200 espècies a tot el món, totes elles terrestres, localitzades exclusivament a l’hemisferi sud. Es troben classificades en dues famílies, la distribució de les quals és mútuament excloent: Peripatidae, de distribució circumtropical (sobretot Mèxic, Amèrica Central, nord d’Amèrica del Sud i el sud-est Asiàtic), i Peripatopsidae, de distribució circumaustral (sobretot Australàsia, Sud-àfrica i Xile).

Distribució dels onicòfors al món. En verd, família Peripatidae; en vermell, família Peripatopsidae; punts negres, restes fòssils. Imatge de Benutzer:Achim Raschka CC 3.0 (link).

La troballa de diversos fòssils datats del principi del Cambrià suggereix que els avantpassats dels onicòfors van aparèixer poc després de l’Explosió Cambriana i que haurien dut a terme una transició de la vida aquàtica a la terrestre.

A què s’assemblen els onicòfors?

Actualment, la idea més acceptada i avalada per diferents estudis anatòmics i moleculars és que es tracta d’un fílum independent d’ecdisozous, és a dir, organismes que duen a terme l’ecdisi o muda de la seva coberta corporal externa o cutícula, estretament emparentats amb els tardígrads o óssos d’aigua i amb els artròpodes (insectes, aràcnids i grups afins, miriàpodes, crustacis i els extints trilobits).

Filogènia dels Bilateria (organismes amb simetria bilateral). Font: tolweb.org

El grup format per onicòfors, artròpodes i tardígrads rep el nom de Panarthropoda, un taxó monofilètic, és a dir, que agrupa tots els descendents d’un avantpassat comú, la validesa del qual, malgrat algunes discrepàncies, es troba avalada per una majoria d’estudis.

Filogènia dels Panarthropoda. Font: Wikipedia

Així doncs, tot i semblar cucs (anèl·lids), llimacs (mol·luscs gasteròpodes) o erugues (larves de lepidòpters), no pertanyen a cap d’aquests grups.

Anatomia

Els onicòfors presenten un cos allargat recobert d’una fina cutícula dèbilment anellada (pseudosegmentada) la qual, al seu torn, es troba coberta de papil·les sensorials amb petits pèls o sensil·les, el que els confereix aquest aspecte vellutat tan característic.

Pots apreciar les papil·les que cobreixen el seu cos i la segmentació de la cutícula? Imatge de l’espècie Eoperipatus totoro de Melvyn Yeo (c) (link)

Internament, el seu cos es troba dividit en segments veritables cadascun proveït d’un parell de potes toves, còniques i no segmentades (lobòpodes), a diferència dels artròpodes. Quan caminen, i també a diferència d’aquests, cada parell de potes es mou alhora en la mateixa direcció de manera que es desplacen lentament i gradual, fent-los imperceptibles envers les seves preses.

Al cap presenten un parell de mandíbules, un parell de petits ulls amb lents quitinoses i retina, i un parell d’apèndixs sensorials tous que recorden a les antenes dels artròpodes, però amb les quals no comparteixen l’origen evolutiu ni l’embrionari. També tenen un parell de papil·les orals a prop de la boca, les quals estan connectades a unes glàndules que secreten una substància enganxifosa i blanquinosa que utilitzen per caçar i defensar-se. Aquestes glàndules ocupen gran part de la longitud del seu cos.

Onicòfor disparant substància enganxifosa a través de les papil·les orals. Imatge de Ivo. S. Oliveria i Alexander Baer (c) (link).

Ecologia i conducta

La majoria de les espècies viu en microhàbitats humits i foscos de selves tropicals o boscos molt plujosos, entre la fullaraca o el substrat cobert de matèria vegetal en descomposició. Són solitaris, nocturns i fotonegatius, és a dir, defugen la llum. Molt poques espècies viuen en coves o en hàbitats més secs, com praderies.

Tots els onicòfors són caçadors actius. Persegueixen les seves preses i els llancen una substància adhesiva a través de les seves papil·les orals per immobilitzar-les. Poden llançar raigs d’aquesta substància fins a 30cm de distància:

Aquesta substància està composta per un 90% d’aigua més alguns compostos proteics (tipus col·lagen) i lipídics, sucres i un tensioactiu, el nonilfenol. Els onicòfors són els únics organismes coneguts capaços de sintetitzar de manera natural aquest compost orgànic, el qual ha estat àmpliament sintetitzat al laboratori per l’ésser humà per a la fabricació, per exemple, d’olis lubricants i de detergents.

Reproducció

Fecundació

Tots els onicòfors excepte una única espècie, Epiperipatus imthurni, que duu a terme la partenogènesi, es reprodueixen sexualment. Les femelles solen ser més grans que els mascles i, en aquelles espècies en què el nombre de potes és variable, presenten un major nombre de potes (cas de dimorfisme sexual).

La fecundació és sempre interna, tot i que la manera en què les femelles reben l’esperma del mascle és variable. En la majoria de casos, la recepció de l’esperma transferit pel mascle té lloc directament en el porus o obertura genital de la femella mitjançant la transferència d’un espermatòfor, és a dir, una estructura o càpsula que conté l’esperma. Els mascles d’unes poques espècies del gènere Paraperipatus presenten un penis amb el que realitzen aquesta transferència.

Ara bé, el cas més estrany el protagonitzen dues espècies del gènere Peripatopsis. Els mascles col·loquen l’espermatòfor a sobre de la femella o en algun dels seus costats. Després, nombrosos amebocitos de la sang o hemocele de la femella comencen a concentrar-se sota el punt on es troba assentat l’espermatòfor per, finalment, alliberar enzims que degraden la cobertura de l’espermatòfor i la superfície sobre la qual aquest es troba depositat, és a dir, la cutícula i teixits subjacents del cos de la femella. D’aquesta manera, l’esperma entra dins del cos de la femella, es desplaça pel seu sistema circulatori i viatja fins als ovaris, on fecunda els ous.

Tipus de reproducció

Dins dels onicòfors existeixen formes ovípares, ovovivípares i vivípares.

Les més comunes són les formes ovovivípares, és a dir, ous ben formats i proveïts de nutrients són retinguts a l’interior del cos de la femella i eclosionen poc abans que aquesta doni a llum; aquestes formes es troben únicament dins de la família Peripatopsidae.

Les formes ovípares, menys comunes, s’han observat sobretot en ambients amb pocs nutrients i condicions climàtiques inestables en què l’ou actua com a barrera protectora; de la mateixa manera que les formes ovovivípares, únicament es troben dins de la família Peripatopsidae.

Espècie del gènere Ooperipatellus d’Austràlia i Nova Zelanda, Família Peripatopsidae. Imatge de Simon Grove (c) (link).

Les formes vivípares, en canvi, es troben força ben representades en regions tropicals amb climes i fonts d’aliment estables al llarg de l’any tant dins de Peripatopsidae com de Peripatidae (aquestes últimes de distribució exclusivament circumtropical). En aquest cas, les femelles produeixen uns ous minúsculs que són retinguts en el seu úter i alimentats directament mitjançant fluids o teixits especialitzats de la femella (placenta); diverses setmanes o mesos després, la femella dóna a llum directament a cries en un estat de desenvolupament molt avançat.

Imatge del primer exemplar conegut de Eoperipatus totoro, Família Peripatidae, al Vietnam. El seu epítet específic, “totoro”, li fou concedit degut a què als autors de la seva descripció la forma i el color d’aquesta espècie els recordava al gatbús de la famosa película de Studio Ghibli “el meu veí Totoro” del director Hayao Miyazaki (veure notícia).

.          .          .

T’ha semblat interessant? No dubtis en deixar els teus comentaris!

Imatge de portada de Melvyn Yeo (c).

The mysterious Ediacaran fauna

During many years, it has been considered that the origin of metazoans (i.e. multicellular animals) took place in the Cambrian period (541-484 My ago) after the Cambrian Explosion. However, several scientists, including Darwin, already suspected that the true origin of metazoans must be even older.

Did metazoans exist in the ancient and understudied Precambrian supereon? We invite you to know the Ediacaran fauna, a paleontological puzzle and a clue link in the evolutive history of animals.

The mysterious Ediacaran fauna

Before start talking about the Ediacaran period and its odd fauna, we must set it into a geological time context.

Our planet Earth formed around 4600 My Ago. The span between Earth’s formation and the moment in time 543 My ago is known as Precambrian supereon, the first and largest period of history of Earth, as well as the less studied and comprehended. It is suggested that the first life forms appeared 3800-3500 My ago, not very after the beginning of the Precambrian.

The end of the Precambrian supereon lead to the beginning of the Phanerozoic eon, whose first geological period, the Cambrian, has been traditionally considered to set the origin of all phyla of metazoans (multicellular animals). All animal phyla were already represented shortly after the beginning of this period; that is, it took place a great diversification of living beings on a global scale in a short span, an evolutive radiation event. This massive evolutive event was named as Cambrian Explosion.

Geological time scale: end of the Precambrian supereon and beginning of the Phanerozoic eon (specifically, the Paleozoic era). The Ediacaran and the Cambrian are highlighted in red. Source: The Geological Society of America.

The idea of the Cambrian period as the cradle of most of animal groups was deduced from the study of fossil records and their age. However, is it true that the origin of every animal phyla took place entirely during this period? Some scientists, as the selfsame Darwin, suspected that the first metazoan lineages could have appeared even earlier.

Precambrian fossils

The Precambrian was an instable period at a geological level: tectonic movements, vulcanism… put many troubles in the preservation of any biological rest. On the other hand, the succession of several global glaciations during this supereon (‘Snowball Earth’), the last of which took place 650 My ago, put even more difficulties into the progression of life on Earth.

No wonder, so, that the Cambrian, a more stable period from both a geologic and climatic point of view, was long considered the origin of metazoans, since the geological instability during the Precambrian presumably made it impossible to preserve any fossil record. That is, supposedly there were not “clues” about the existence of metazoans before the Cambrian Explosion.

However, something happened. At the end of the 19th century, a Scottish scientist discovered what was later considered as the first Precambrian fossil ever known: Aspidella terranovica, a disk-shaped fossil of uncertain affinity. But as it was found in Precambrian strata, it was considered an artifact.

Aspidella fossils (also known as Cyclomedusa, currently a synonym). Its shape reminds of that of a jellyfish. Source: Verisimilus (CC 3.0) on Wikipedia.

This discovery was followed by others throughout the world, in which fossils from the Precambrian were also found (e. g., Namibia and Australia), but the strong belief that multicellular animals appeared during the Cambrian or even later eclipsed the true origin of these fossil records for many years. It was not until the 20th century and after the discovery of a second iconic fossil in Charnwood Forest (England), Charnia masoni, that the Precambrian origin of metazoans was not really considered, this fossil being the first to be recognized as Precambrian. So, Aspidella terranovica, Charnia and the rest of Precambrian fossil records would be, at last, connected.

Charnia masoni holotype. Despite its frond-like appearance, it is not considered a plant or an alga since the nature of the fossil beds where specimens have been found implies that it originally lived in deep water, well below the photic zone where photosynthesis can occur. Source: Smith609 (CC 2.5) on Wikipedia.

The Ediacaran period

At last, Precambrian fossil have been found all over the world. Most of them have been found in strata date from 575-541 My ago, marking the end of the Precambrian and the beginning of the Phanerozoic.

Nowadays, representatives of the Ediacaran fauna occur at 40 localities worldwide, with 4 particularly good localities:

  • Southeastern Newfoundland (Canada)
  • The Flinders Ranges (South of Australia)
  • White Sea region (Russia)
  • Namibia

In 1960, the term ‘Ediacaran’ was proposed to name the geological span which the Ediacaran fauna is date from. The term comes from the Ediacara Hills in Australia, where one of the most important Precambrian fossil sites is found. This name competed with others, but in 2004, the International Union of Geological Sciences stablished the Ediacaran as the period that started 635 My ago (after the Marinoan glaciation) and that ended 542 My ago (with the discover of the earliest widespread complex trace fossil).

The Ediacaran fauna

Once the Precambrian was finally accepted as the origin of metazoans, and assuming that complex animals appeared during a hypothetical explosion of diversity just after the great Precambrian glaciations and some million years before the Cambrian (Avalon Explosion), some questions were raised:

How did the Ediacaran fauna look like?

Most of fossil records of the Ediacaran fauna consist of macroscopic, morphologically diverse (mainly radial or circular shapes) and generally soft-bodied organisms, without hard elements that could last until our days. This can be deduced from the shape and typology of the fossils, since most of them are simply marks or trails they left after dying, preserved in a manner that is, in many cases, unique to the Ediacaran fauna.

Tribrachidium fossil. It is, in fact, a negative impression, that is, the trail that the animal left after dying. It is suggested that it could be an organism with triradial symmetry very close to nowadays Lophophorata. Source: Aleksey Nagovitsyn (CC 3.0) on Wikipedia.

Besides, they were probably sessile, aquatic, with feather-like structures and filter feeders. However, several researchers consider that a few of them could be free-living animals with a bilateral symmetry (that is, with an anteroposterior axis that splits the body into two symmetric halves), one of the most successful body plans after the Cambrian Explosion.

Dickinsonia costata fossil. According to its shape, it was probably a bilateral animal (with a ‘head’ and an ‘anus’), and for a long time it was suggested that it was related to some kind of flat worm, some of which could be up to 1 meter long. In 2018, cholesterol molecules found in Dickinsonia fossils confirmed that it was an animal. Source: Verisimilus (CC 3.0) on Wikipedia.

With which current groups do they relate?

The fact is we still do not know. Most of them have shapes that reminds of some basal metazoans (like sponges and cnidarians) and a few, to annelids and arthropods. However, these are artificial relationships, as phylogenetic relationships between the Ediacaran fauna and the current fauna are still a mystery. Even some fossils cannot be related to any nowadays phyla, so they are considered as a part of an extinct Precambrian lineage.

However, not everything is lost. Similarities between some Ediacaran fossils and current metazoans shed some light on how animals could have evolved, and which was their origin.

Why Ediacaran fossils are not found beyond the Ediacaran period?

The fact is they are found in strata that date from after the Ediacaran period. Posterior studies demonstrated that some Ediacaran organisms were located in Cambrian strata together with fossils that resulted from the Cambrian Explosion, so it would be possible some representatives of the Ediacaran fauna gave place to certain current groups of animals. However, it is true that Ediacaran fauna representatives are found in a smaller proportion in Cambrian strata than other Cambrian organisms, and many living forms had already disappeared.

There exist some hypotheses that explain why most of the Ediacaran fauna did not survived beyond the Cambrian, for example:

  • Changes in atmospheric oxygen levels.
  • Competence with the Cambrian fauna, which probably had better adapted bodies or more successful body plans.
  • Changes in the sea level.

Are the Ediacaran organisms the true origin of metazoans?

Although this has been the general belief after their discovery, the truth is that even older metazoans have been recently found.

As we have explained above, most representatives of the Ediacaran fauna date from 575-541 My ago. Well, evidence of ancient sponges (Porifera) from 600 My ago has been found. The most recent discovery was that of Otavia antiqua in 2012 in Namibia, a sponge date from 760 My ago; that is, it is dated from before some of the great Precambrian glaciations.

Otavia antiqua. Source: National Geographic.

.            .           .

Do you believe there are even older metazoan fossils out to be discovered? Leave your comments!

Main image by Ryan Somma, from the Smithsonian National Museum of Natural History (CC 2.0).

La misteriosa fauna del Ediacárico

Durante mucho tiempo, se consideró que el origen de los metazoos (animales pluricelulares) tuvo lugar en el Cámbrico (541-484 MA atrás) tras el suceso evolutivo conocido como la Explosión Cámbrica. Sin embargo, algunos científicos como Darwin ya sospechaban que dicho origen debía ser mucho anterior.

¿Existían metazoos en el antiguo y poco conocido Precámbrico? Te invitamos a conocer la fauna del Ediacárico, un rompecabezas paleontológico y un eslabón clave en la evolución de los animales.

La misteriosa fauna del Ediacárico

Antes de empezar a hablar del Ediacárico y su misteriosa fauna, debemos aclarar un poco el contexto histórico geológico que lo delimita.

Se estima que la Tierra se formó hace, aproximadamente, 4600 MA. El lapso comprendido entre la formación de nuestro planeta y el momento histórico situado hace 542 MA recibe el nombre de supereón Precámbrico, la primera y más larga etapa de la historia terrestre, así como la menos estudiada y comprendida. Se estima que las primeras formas simples de vida aparecieron hace 3800-3500 MA, no muchos millones de años después del inicio del Precámbrico.

La finalización de dicho supereón dio paso al eón Fanerozoico, cuyo primer periodo geológico, el Cámbrico, ha sido tradicionalmente conocido por marcar el origen de los filos de metazoos (animales pluricelulares) que conocemos hoy en día. De hecho, todos los linajes animales ya estarían representados poco después del inicio de este período; es decir, tuvo lugar una diversificación de la vida, proceso conocido como radiación evolutiva, de gran magnitud y a escala global en un corto periodo de tiempo. Dicho acontecimiento fue bautizado con el nombre de Explosión Cámbrica.

Escala geológica: final del Precámbrico e inicio del Fanerozoico (concretamente, la era Paleozoica). Se marcan el Ediacárico y el Cámbrico. Fuente: The Geological Society of America.

La idea del Cámbrico como la cuna de la mayoría de filos animales se dedujo, como no podía ser de otra manera, del estudio de los registros fósiles y de su datación. Sin embargo, ¿es cierto que el origen de dichos filos tuvo lugar íntegramente en este periodo? Algunos científicos, incluido el mismísimo Darwin, sospechaban que los primeros linajes de metazoos podrían haber aparecido mucho antes.

Fósiles del Precámbrico

El Precámbrico fue una etapa convulsa en lo que a términos geológicos se refiere: movimientos tectónicos, vulcanismo… hacían difícil la preservación de cualquier resto biológico. Por otro lado, la sucesión de diversas glaciaciones globales durante este supereón (‘Snowball Earth’), la última de las cuales dentro de este supereón tuvo lugar hace aproximadamente 650 MA, lo pondría aún más difícil para el avance de la vida.

No es de extrañar, pues, que el Cámbrico, un período geológicamente y climáticamente más estable, fuera considerado el origen de los metazoos, pues las continuas transformaciones geológicas durante etapas previas hacían supuestamente imposible la preservación de elementos fósiles anteriores a la Explosión Cámbrica. Es decir, no había “pruebas”.

Sin embargo, algo ocurrió. A finales del siglo XIX, un científico escocés descubrió lo que más tarde sería considerado el primer fósil precámbrico descubierto: Aspidella terranovica, un fósil en forma de disco de afinidad incierta. Sin embargo, al haberse encontrado en estratos geológicos datados del precámbrico, se lo consideró un artefacto.

Restos fósiles de Aspidella (también conocido como Cyclomedusa, actualmente un sinónimo). Su forma recordaba a una medusa. Fuente: Verisimilus (CC 3.0) en Wikipedia.

A este descubrimiento le siguieron otros igualmente datados de épocas previas al Cámbrico (yacimientos en Namibia y Australia), pero la fuerte creencia de que los animales complejos tal y como los conocemos aparecieron en el Cámbrico o en tiempos posteriores eclipsaba el verdadero origen de estos fósiles. No fue hasta mediados del siglo XX y tras el descubrimiento de un segundo fósil icónico en Charnwood Forest (Inglaterra), Charnia masoni, que no se tomó en serio la idea de un origen precámbrico de los metazoos, siendo Charnia masoni el primer fósil precámbrico reconocido como tal. Así, Aspidella terranovica, Charnia y el resto de yacimientos fósiles precámbricos quedarían, finalmente, relacionados.

Holotipo de Charnia masoni. A pesar de su apariencia en forma de hoja de helecho, no se lo considera un organismo vegetal, pues su hallazgo tuvo lugar en yacimientos que habrían estado bajo el agua a mucha profundidad, por debajo de la zona fótica apta para un organismo fotosintético. Fuente: Smith609 (CC 2.5) en Wikipedia.

El periodo Ediacárico

Poco a poco, se han ido encontrando restos fósiles precámbricos en casi todo el planeta. La mayoría de éstos se sitúan en estratos datados de hace 575-541 MA, marcando el fin del Precámbrico y el inicio del Fanerozoico.

Actualmente, se conocen unas 40 localidades con restos de la fauna de este periodo. Destacan especialmente cuatro de ellas por la magnitud del yacimiento y el buen estado de conservación de los restos fósiles:

  • Sureste de Newfoundland (Canadá)
  • La Sierra de Flinders (Sur de Australia)
  • La región del Mar Blanco (Rusia)
  • Namibia

En 1960, se propuso el término “Ediacárico para referirse al periodo geológico del que databan estos fósiles en honor a las colinas Ediacara (Ediacara Hills) en la Sierra de Flinders (Australia), donde se encuentra uno de los yacimientos más importantes de este tipo de fósiles. Este nombre compitió con algunos otros hasta que, en 2004, la Unión Internacional de Ciencias Geológicas formalizó finalmente el Ediacárico como el periodo que se inició hace 635 MA (tras la glaciación Marinoana) y que finalizó hace 542 MA (con la aparición del primer icnofósil complejo ampliamente extendido).

Fauna del Ediacárico

Tras aceptar que, posiblemente, el origen de los metazoos tuvo lugar en una hipotética explosión de diversidad tras las últimas grandes glaciaciones y previamente al Cámbrico (explosión de Avalon), surgieron muchas dudas:

¿Cómo era esta fauna?

La mayoría de fósiles de la llamada fauna del Ediacárico se asocian a organismos macroscópicos, de morfología diversa (con formas radiales o circulares en su mayoría) y de cuerpo blando, sin estructuras endurecidas que pudieran preservarse con el paso del tiempo. Esto se deduce por la forma y tipología de los fósiles, pues la mayoría son rastros y marcas que, se cree, dejaron estos organismos a su paso.

Resto fósil de Tribrachidium. En realidad, se trata de una impresión en negativo, es decir, el resto que dejó el organismo tras desaparecer del sustrato. Se especula que podría haber sido un organismo con simetría triradial similar a un lofoforado actual. Fuente: Aleksey Nagovitsyn (CC 3.0) en Wikipedia.

Además, se considera que la mayoría eran sésiles, probablemente acuáticos, con estructuras plumosas y, posiblemente, filtradores. Aun así, algunos investigadores consideran que algunos de ellos, aunque pocos, podrían haber sido de vida libre e, incluso, bilaterales (es decir, con un eje anteroposterior definido dividiendo el cuerpo en dos mitades simétricas), uno de los planos corporales con más éxito tras la Explosión Cámbrica.

Resto fósil de Dickinsonia costata. Su forma sugiere que tendría simetria bilateral (con un extremo que sería la “cabeza” y otro, el “ano”), y se asoció durante mucho tiempo a algún tipo de gusano plano, algunos de los cuales podían llegar a medir 1 metro. En el 2018, se identificaron moléculas de colesterol que confirmaron que se trataba de un animal. Fuente: Verisimilus (CC 3.0) en Wikipedia.

¿Con qué grupos actuales se relacionan?

Lo cierto es que no se sabe con exactitud. La mayoría presentan formas que recuerdan a grupos basales de metazoos (como esponjas o cnidarios) y algunos pocos, a anélidos y artrópodos. Sin embargo, estas asociaciones son artificiales, ya que actualmente se desconocen las relaciones filogenéticas (es decir, de parentesco) de los fósiles de esta época con los animales actuales. Algunos fósiles, incluso, no se pueden relacionar con nada que conozcamos, por lo que se consideran parte de linajes extintos antes incluso del Cámbrico.

Sin embargo, no todo está perdido. Las similitudes entre algunos fósiles del Ediacárico y los metazoos actuales nos dan ideas de cómo podrían haber evolucionado los animales y cuál fue realmente su origen.

¿Por qué no se encuentran fósiles de esta fauna más allá del Ediacárico?

En realidad, sí se encuentran. Estudios posteriores al descubrimiento de los mayores yacimientos de fósiles ediacáricos rebelaron que algunos organismos de la fauna asociada a este periodo se encontraban en estratos del Cámbrico junto con fósiles de organismos resultantes de la Explosión Cámbrica, por lo que cabría la posibilidad que hubieran dado lugar a algunos grupos de animales actuales. Sin embargo, sí que se encontraban en una menor cantidad y muchas formas ya habían desaparecido para entonces.

Existen muchas hipótesis sobre el porqué la mayoría de la fauna ediacárica no habría sobrevivido más allá del Cámbrico, por ejemplo:

  • Cambios en los niveles de oxígeno atmosférico.
  • Competencia con la fauna cámbrica, mejor adaptada o con formas corporales de mayor éxito.
  • Cambios en el nivel del mar.

¿Son realmente estos organismos el origen de los metazoos?

Aunque esta ha sido la creencia durante muchos años tras su descubrimiento, lo cierto es que se han descubierto otros metazoos más antiguos.

Si recordáis, la mayoría de fósiles del Ediacárico se asocian a un periodo comprendido hace 575-541 MA, con algunas incursiones en el Cámbrico. Pues bien, se han encontrado evidencias de esponjas (poríferos) datados de hace más de 600 MA. El último descubrimiento fue el de la esponja Otavia antiqua en el año 2012 en Namibia, datada de hace 760 MA; es decir, anterior a las grandes glaciaciones del Precámbrico.

Imagen del fósil animal más antiguo conocido: Otavia antiqua. Fuente: National Geographic.

.            .           .

¿Creéis que aún nos queda por descubrir un fósil de metazoo aún más antiguo? Si conocéis más información al respecto, podéis dejarla en los comentarios.

Imagen de portada de Ryan Somma, del Smithsonian National Museum of Natural History (CC 2.0).

La misteriosa fauna de l’Ediacarà

Durant molt de temps, es considerà que l’origen dels metazous (animals pluricel·lulars) se situava al Cambrià (541-484 MA enrere) després que tingués lloc l’Explosió Cambriana. Tanmateix, alguns científics com Darwin ja sospitaven que aquest origen havia de ser molt més antic.

¿Existien metazous a l’antic i poc conegut supereó Precambrià? Et convidem a conèixer la fauna de l’Ediacarà, un trencaclosques paleontològic i una baula clau en l’evolució dels animals.

La misteriosa fauna de l’Ediacarà

Abans de començar a parlar de l’Ediacarà i de la seva misteriosa fauna, hem d’aclarir el context històric geològic que el delimita.

S’estima que la Terra es va formar fa, aproximadament, 4600 MA. El lapse comprès entre la formació del nostre planeta i el moment històric situat fa 542 MA rep el nom de supereó Precambrià, la primera i més llarga etapa de la història terrestre, així com la menys estudiada i compresa. Es considera que les primeres formes simples de vida van aparèixer fa 3800-3500 MA, no molts milions d’anys després de l’inici del Precambrià.

La finalització d’aquest supereó va donar lloc a l’eó Fanerozoic, el primer període geològic del qual, el Cambrià, ha estat tradicionalment conegut per marcar l’origen dels fílums de metazous (animals pluricel·lulars) que coneixem avui dia. De fet, tots els llinatges animals ja estarien representats poc després de l’inici d’aquest període; és a dir, va tenir lloc una diversificació de la vida, procés conegut com a radiació evolutiva, de gran magnitud i a escala global en un període de temps molt curt. Aquest esdeveniment va ser batejat amb el nom d’Explosió Cambriana.

Escala geològica: final del Precambrià i inici del Fanerozoic (concretament, l’era Paleozoica). Hi ha marcats l’Ediacarà i el Cambrià. Font: The Geological Society of America.

La idea del Cambrià com el bressol de la majoria de fílums animals es va deduir, com no podia ser d’una altra manera, de l’estudi dels registres fòssils i de la seva datació. Tanmateix, és cert que l’origen d’aquests fílums va tenir lloc íntegrament en aquest període? Alguns científics, inclòs el mateix Darwin, sospitaven que els primers llinatges de metazous podrien haver aparegut molt abans.

Fòssils del Precambrià

El Precambrià va ser una etapa convulsa a nivell geològic: moviments tectònics, vulcanisme… feien difícil la preservació de qualsevol resta biològica. D’altra banda, la successió de diverses grans glaciacions globals durant aquest supereó (‘Snowball Earth’), l’última de les quals fa aproximadament 650 MA, faria encara més difícil l’avanç de la vida.

No és estrany, doncs, que el Cambrià, un període geològicament i climàticament més estable, fos considerat l’origen dels metazous, ja que les contínues transformacions geològiques durant etapes prèvies feien suposadament impossible la preservació d’elements fòssils anteriors a l’Explosió Cambriana. És a dir, no hi havia “proves”.

Tanmateix, alguna cosa va passar. A les acaballes del segle XIX, un científic escocès descobrí el que més tard seria considerat el primer fòssil precambrià descobert: Aspidella terranovica, un fòssil en forma de disc d’afinitat incerta. Ara bé, en haver-se trobat en estrats geològics datats del Precambrià, es va considerar un artefacte.

Restes fòssils d’Aspidella (també conegut com Cyclomedusa, actualment un sinònim). La seva forma recordava a la de les meduses actuals. Font: Verisimilus (CC 3.0) a Wikipedia.

A aquest descobriment li van seguir d’altres igualment datats d’èpoques prèvies al Cambrià (jaciments a Namíbia i Austràlia), però la forta creença que els animals complexos tal com els coneixem van aparèixer durant el Cambrià o en temps posteriors eclipsava el veritable origen d’aquests fòssils. No va ser fins a mitjan segle XX i després del descobriment d’un segon fòssil icònic a Charnwood Forest (Anglaterra), Charnia masoni, que no es va prendre seriosament la idea d’un origen precambrià dels metazous, sent Charnia masoni el primer fòssil precambrià reconegut com a tal. Així, Aspidella terranovica, Charnia i la resta de jaciments fòssils precambrians quedarien, finalment, relacionats.

Holotipus de Charnia masoni. Tot i la seva aparença en forma de fulla de falguera, no es considera que sigui un organisme vegetal, doncs va ser descobert en jaciments que haurien estat submergits a molta profunditat, per sota de la zona fòtica apta per la supervivència d’organismes fotosintètics. Font: Smith609 (CC 2.5) a Wikipedia.

El període Ediacarà

A poc a poc, s’han anat trobant restes fòssils precambrianes a gairebé tot el planeta. La majoria d’aquestes se situa en estrats datats de fa 575-541 MA, marcant la fi del Precambrià i l’inici del Fanerozoic.

Actualment, es coneixen unes 40 localitats amb restes de la fauna d’aquest període. Destaquen especialment quatre d’elles per la magnitud del jaciment i el bon estat de conservació de les restes fòssils:

  • Sudest de Newfoundland (Canadà)
  • La Carena de Flinders (Sud d’Austràlia)
  • La regió del Mar Blanc (Rússia)
  • Namíbia

L’any 1960, es va proposar el terme “Ediacarà” per referir-se al període geològic del que dataven aquests fòssils en honor als turons Ediacara (Ediacara Hills) a la Carena de Flinders (Austràlia), on es troba un dels jaciments més importants d’aquest tipus de fòssils. Aquest nom va competir amb alguns altres fins que, el 2004, la Unió Internacional de Ciències Geològiques va formalitzar finalment l’Ediacarà com el període que s’inicià fa 635 MA (després de la glaciació Marinoana) i que va finalitzar fa 542 MA (amb l’aparició del primer icnofòssil complexe àmpliament estès).

Fauna de l’Ediacarà

Un cop acceptat el fet que, molt possiblement, l’origen del metazous va tenir lloc durant una hipotètica explosió de diversitat poc després de les darreres grans glaciacions del Precàmbric i just abans del Cambrià (explosió d’Avalon), van sorgir molts dubtes:

Com era aquesta fauna?

La majoria de fòssils de l’anomenada fauna de l’Ediacarà s’associen a organismes macroscòpics, de morfologia diversa (amb formes radials o circulars en la seva majoria) i de cos tou, sense estructures endurides que poguessin preservar-se amb el pas del temps. Això es dedueix per la forma i tipologia dels fòssils, ja que la majoria són rastres i marques que, es creu, deixaren aquests organismes.

Resta fòssil de Tribrachidium. En realitat, es tracta d’una impressió en negatiu, és a dir, el rastre que deixà l’organisme un cop va desaparèxier del substrat. Es creu que podria haver estat un organisme amb simetria triradial similar a un lofoforat actual.  Font: Aleksey Nagovitsyn (CC 3.0) a Wikipedia.

A més a més, es considera que la majoria eren sèssils, probablement aquàtics, amb estructures plomoses i, possiblement, filtradors. Així i tot, alguns investigadors consideren que alguns d’ells, encara que pocs, podrien haver estat de vida lliure i, fins i tot, bilaterals (és a dir, amb un eix anteroposterior definit dividint el cos en dues meitats simètriques), un dels plans corporals amb més èxit després de l’Explosió Cambriana.

Resta fòssil de Dickinsonia costata. La seva forma ens suggereix que hauria tingut simetria bilateral (amb un extrem que seria el “cap” i l’altre, “l’anus”), i es va associar durant molt de temps a algun tipus de cuc pla, alguns dels quals podien arribar a fer 1 metre de llarg. L’any 2018, es van identificar molècules de colesterol a les restes d’aquests fòssils que confirmaren que es tractava d’un animal. Font: Verisimilus (CC 3.0) a Wikipedia.

Amb quins grups actuals es relacionen?

El fet és que no se sap del cert. La majoria presenten formes que recorden a grups basals de metazous (com esponges o cnidaris) i altres, a anèl·lids i artròpodes. Ara bé, aquestes associacions són artificials, ja que actualment es desconeixen les relacions filogenètiques (és a dir, de parentiu) dels fòssils d’aquesta època amb els animals actuals. Fins i tot n’hi ha que no es poden relacionar amb res que coneguem, per la qual cosa es consideren part de llinatges extints abans del Cambrià.

Tanmateix, no tot està perdut. Les similituds entre alguns fòssils de l’Ediacarà i certs metazous actuals ens donen idees de com podrien haver evolucionat els animals i quin va ser realment el seu origen.

Per què no es troben fòssils d’aquesta fauna més enllà de l’Ediacarà?

En realitat, sí que se’n troben. Estudis posteriors al descobriment dels majors jaciments de fòssils ediacarans van rebel·lar que alguns organismes de la fauna associada a aquest període es trobaven en estrats del Cambrià juntament amb fòssils d’organismes resultants de l’Explosió Cambriana, de manera que hi hauria la possibilitat que haguessin donat lloc a alguns grups d’animals actuals. Tanmateix, sí és cert que es trobaven en una menor quantitat i moltes formes ja havien desaparegut aleshores.

Existeixen moltes hipòtesis sobre el perquè la majoria de la fauna ediacarana no hauria sobreviscut més enllà del Cambrià, per exemple:

  • Canvis en els nivells d’oxigen atmosfèric.
  • Competència amb la fauna cambriana, millor adaptada o amb formes corporals de més èxit.
  • Canvis en el nivell del mar.

Són realment aquests organismes l’origen dels metazous?

Tot i que aquesta ha estat la creença durant molts anys després del seu descobriment, la veritat és que s’han descobert altres metazous encara més antics.

Si us enrecordeu, la majoria de fòssils de l’Ediacarà s’associen a un període comprès fa 575-541 MA, amb algunes incursions en el Cambrià. Doncs bé, s’han trobat restes d’esponges (porífers) datades de fa més de 600 MA. L’últim descobriment, de fet, va ser el de l’esponja Otavia antiqua l’any 2012 a Namíbia, datada de fa 760 MA; és a dir, anterior a les grans glaciacions del Precambrià.

Imatge del fòssil animal més antinc conegut: Otavia antiqua. Font: National Geographic.

.            .           .

Creieu que ens queden per descobrit restes encara més antigues de metazous? Si coneixeu alguna informació que pugui ser interessant, no dubteu en deixar els vostres comentaris!

Imatge de portada de Ryan Somma, de l’Smithsonian National Museum of Natural History (CC 2.0).

The importance of biological collections

Biological collections are cornerstones for the study of biodiversity and an almost endless source of scientific information. Many are those within the social networks who demand scientists to stop using ‘classical’ biological collections as they are seen as primitive tools that promote animals and plants extinctions.

We explain you why this statement is incorrect, which types of collections do exist and which are their most relevant functions.

The importance of biological collections

It is more than probably that the first thing it comes to mind when you hear someone talking about biological collections are hundreds of animals or plants dried, pinned and placed inside boxes by a fanatical collector. Yes, this type of collections exists. However, and without demonizing them (since these collectors can be very useful for science), this is not the type of collections we want to talk about and, of course, not the only one that exists.

Biological collections are systematized repositories (well identified, classified and ordered) of a combination of any biological material. Most of these repositories are deposited in natural history or science museums, but also in universities, research centers or even totally or partially in private collections.

ICM’s (Institute of Marine Sciences) Biological Reference Collections, in Barcelona. Picture by Alícia Duró on ICM’s web.
Some drawers of the Australian National Insect Collection. Picture by the Australian National Insect Collection.

Types of collections

Even though the concept of biological collection is something quite new, the collection and classification of biological material started some centuries ago with the first animals and plants collected by zoologists and botanists.

Nowadays, the term of biological collection has acquired a broader meaning:

  • Cryogenic collections

Storage of living biological material in frozen state under the assumption that it will retain its viability and normal functioning when being thawed after a long period of time. Cryogenic collections are typically used to store cells, tissues and genetic material. And even though science fiction has given us many fantastic ideas, the truth is that this method is very rarely used for preserving entire organisms.

  • ‘Classical’ biological collections

They essentially include collections of zoological museums (entire specimens or some of their parts) and herbaria (plants), among others. Some of these collections go back over more than two centuries, so ‘classical’ biological collections are considered the oldest within all types of collections. And also, one of the most valuable.

Collection of inquiline cynipids or gall wasps . Source: Irene Lobato Vila.

Most of these collections are deposited in museums or research centers and, excepting some particular cases, able to be required and examined by the scientific community as it pleases. A lot of private collectors collaborate with these institutions by transfering their specimens, which is quite common among insect collectors.

Drawers from the National Museum of Natural History, Washington D.C., Smithsonian Institution, containing thousands of insect specimens. Source: Irene Lobato Vila.

It is worthwhile remembering that transferring is subjected to an exhaustive revision and done only under contract, so institutions do not accept specimens obtained directly by the collector from illegal methods (e. g., poaching or wild animal trading).

  • Collections of biological information online

Repositories of biological information online. This type of collections has gained a lot of importance during the last years since it allows to share biological information of interest to science and technology immediately around the world. The most consulted online databases are those containing molecular data (proteins, DNA, RNA, etc.), which are necessary for phylogenetic studies and to make ‘trees of life’. Some of these databases are:

Other types of very consulted webs are the online databases of museum collections (which are of very importance to preserve massive amounts of data deposited in this institutions; remember the case of the Brazil National Museum fire) and webs of citizen science projects and collaborations, where either experts and amateurs provide information of their observations (like Biodiversidad Virtual).

Biological collections can be also classified according to their function: scientific collections (research), commercial collections (cell cultures for medicine, pharmacy, etc.) and ‘state’ collections (those created and managed for the sake of the state, like botanical garden, in order to preserve the biodiversity of a region and to promote its study and outreach).

The term of biological collections also embraces the biobanks, that is, collections exclusively containing human samples for biomedical studies. However, we will not go farer with this term.

Why are classical biological collections so necessary?

Biological collections and, especially, classical biological collections, are essential for biodiversity conservation. And no, they are not a direct cause of species extinction: the number of collected specimens is derisory compared with those lost as a consequence of pollution and habitats loss, and collections are carried out following several rules, always making sure to not disturb populations and their habitats.

Although it is true that pictures and biodiversity webs are a very useful tool for the study of worldwide biodiversity, unfortunately they are just a completement of physical collections.

So, why are these classical and physical collections so important?

  • They are a very valuable source of genetic material that can be obtained from stored samples and used in molecular studies. Thanks to these studies, we can approach to the origins and relationships of living beings (phylogeny), know their genetical diversity and the speciation mechanisms that lay behind species differentiation, or even to improve strategies to conserve them (e. g., in reintroduction and conservations plans).
  • They are a perpetual reference for future scientists. One of the basic pillars of zoological and botanical collections are the type specimens or type series: those organisms that a scientist originally used to describe a species. Types must be correctly labelled and stored because they are the most valuable specimens within a collection. The type or types should be able to be examined and studied by all scientists and used by them as a reference for new species descriptions or for comparative studies, since original descriptions can sometimes be insufficient to characterize the species.
Paratype insect (specimen from the type series) properly labelled and deposited in the entomological collection of the National Museum of Natural History of the Smithsonian Institution, in Washington D.C. Source: Irene Lobato Vila.
  • Regarding the previous point, classical collections allow to study the inter and intraspecific morphology (external and internal), which is sometimes impossible to assess only with pictures.
  • Classical collections contain specimens collected from different periods of time and habitats, including extinct species (both from a long time ago and recently due to the impact of human activity) and organisms from endangered ecosystems.  As habitat destruction continues to accelerate, we will never have access to many species and the genetic, biochemical, and environmental information they contain unless they are represented in museum collections. The information these samples provide is essential to investigate how to slow or mitigate the negative pressure on still extant species and ecosystems.
  • They provide us past and present information about geographic distribution of different organisms, since each of them is usually stored together with data about its locality and biology. This kind of information is very useful both for ecological and evolutive studies, as well as for resource management, conservation planning and monitoring, and studies of global change.
  • They are an important tool for teaching purposes and popular science, since people get directly in touch with samples. Pictures and books are undoubtfully essential for outreaching, but insufficient when they are not complemented with direct observations. Both visits to museums and field trips are basic tools for a complete environmental education.
At the end of the course each year,  thousands of students visit the collections of the National Museum of Natural History in Washington D.C. Some of them may even visit the scientific collections. Source: Irene Lobato Vila.

.        .        .

Do you still think biological collections are unnecessary after reading this post? You can leave your comments!