Este increíble fósil de ictiosaurio del Jurásico conserva piel y grasa

Hace unos 180 millones de años en la actual Alemania, un reptil con aspecto de delfín murió y se hundió hasta el fondo de un antiguo océano. Curiosamente, la tumba marina de la criatura preservó su cadáver con un grado de detalle impresionante y ha conservado las primeras pistas químicas que sugieren que estos animales prehistóricos tenían grasa similar a la de las ballenas.

El fósil, desvelado el 5 de diciembre en la revista Nature, conserva el cuerpo de un Stenopterygius, un tipo de reptil marino denominado ictiosaurio que vivió durante el Jurásico Inferior. La piel de los animales todavía conserva pliegues y ondas, así como células que contienen parte de la pigmentación del animal y los restos químicos de grasa. Los investigadores también sostienen de forma polémica que los restos todavía poseen vestigios de sus proteínas originales.

«No solo puedes analizar las estructuras e identificarlas a nivel celular, sino que hay restos de la proteína original. Es la punta del iceberg, es algo digno de Parque Jurásico», afirma el coautor del estudio Benjamin Kear, paleontólogo de la Universidad de Uppsala.

La investigación supone el último esfuerzo de los paleontólogos para extraer una gran cantidad de información de las escalas más pequeñas de los fósiles.

«Este estudio profundiza en la preservación de este animal en su conjunto, a una escala que solo ha sido posible en las últimas décadas», escribe por email Caitlin Colleary, paleontóloga de Virginia Tech y experta en conservación molecular de fósiles. «Este estudio es otro ejemplo de cómo la paleontología molecular puede ayudarnos a reinventar el aspecto que tenían estos animales cuando vivían».

Un vacío misterioso

Antes de que la ciencia pusiera nombres a los dinosaurios, los ictiosaurios —literalmente «peces lagartos»— capturaron la imaginación de los filósofos naturalistas del siglo XIX. Con una piel curtida, mandíbulas esbeltas y cuerpos hechos para la velocidad, los reptiles eran los delfines de la era Mesozoica, la época de los dinosaurios. Hoy, las criaturas se consideran marcadoras de tendencias evolutivas.

«Procedían de reptiles terrestres con respiración pulmonar y adoptaron rápidamente forma de peces tras 30 millones de años. Los ictiosaurios son los primeros; las ballenas lo hicieron más adelante», afirma Ryosuke Motani, paleontólogo de la Universidad de California, Davis, que estudia los ictiosaurios. «También tienen los ojos más grandes entre los vertebrados y algunas especies posteriores poseían el mayor número de dedos: entre nueve y diez en una mano».

Durante más de un siglo, se han descubierto fósiles de ictiosaurios con restos de tejido blando, consecuencia de las tumbas marinas de los animales, con sedimentos bajos en oxígeno. Los fósiles más conocidos proceden de las canteras de esquisto de Holzmaden, Alemania. Muchos de los ictiosaurios de la cantera poseen contornos negruzcos que trazan la piel y las aletas de los animales.

Montani explica que, desde la década de 1930, los investigadores que estudian estos contornos han sospechado que los ictiosaurios tenían grasa. En fósiles de ictiosaurios con contornos corporales siempre hay un vacío entre la espina dorsal y la superficie superior del ictiosaurio, lo que sugería la presencia de un tejido blando abundante que rellenaba el cuerpo del animal.

El problema aparecía a la hora de demostrar la hipótesis de la grasa con pruebas químicas. ¿Podían los investigadores estar seguros de que los contornos preservaban al propio ictiosaurio o era simplemente la capa de bacterias que se habían alimentado del cadáver? ¿Preservaba el fósil restos de las grasas y proteínas originales del animal? Para descubrirlo, los investigadores necesitaban estudiar la química de un ictiosaurio en detalle. Pero para preparar los fósiles, los museos suelen retirar con cuidado la roca circundante o tratarla con compuestos estabilizadores que pueden introducir contaminación.

Por eso el paleontólogo Johan Lindgren de la Universidad de Lund decidió tomar muestras de un ictiosaurio no contaminado y llevó a cabo tantos análisis químicos como pudo. Resultó que el Urweltmuseum Hauff de Holzmaden, que alberga muchos de los fósiles de la cantera, tenía un espécimen de Stenopterygius que encajaba a la perfección. Otros 23 investigadores internacionales se unieron enseguida al equipo de Lindgren.

«Fue una historia del tipo Alicia en el País de las Maravillas», afirma Kear. «Nos metimos en la madriguera del conejo, profundizando cada vez más».

¿De sangre caliente?

Primero, el equipo de Lindgren analizó la piel del ictiosaurio, que el fósil había preservado con un gran nivel de detalle. Los investigadores fueron capaces de distinguir las capas individuales de la piel y hasta los pliegues que se formaron conforme el animal se descomponía.

Hallaron restos de melanóforos, células especializadas que contienen el pigmento melanina. Aunque un hallazgo como este en ictiosaurios se remonta a la década de 1950, el equipo de Lindgren adoptó un enfoque que indudablemente era del siglo XXI. Con espectroscopios de alta potencia y rayos X, los investigadores escanearon el fósil en busca de melanina y reconstruyeron los melanóforos en 3D. El equipo descubrió que, como muchos animales marinos actuales, el color de la espalda del ictiosaurio era más oscuro que el de su vientre. Este tipo de coloración, denominada contracoloración, habría ayudado al animal a ocultarse en el agua y regular su temperatura corporal.

Los investigadores también observaron restos de grasa dentro de la piel preservada. Los análisis químicos sugieren que la capa no es un contaminante moderno ni tiene una base de proteínas como otras capas de piel. Se trata de una banda de grasa amarillenta, ubicada aproximadamente en el lugar donde tienen grasa los delfines y las tortugas laúd modernas.

«Me resulta bastante convincente», afirma Jasmina Wiemann, paleontóloga de Yale, estudiante de doctorado y experta en la preservación molecular de los fósiles que no participó en el estudio. «Utilizaron muchos métodos y la verdad es que parece un montón de trabajo».

Como mínimo, la presencia de grasa implica que los ictiosaurios podían mantener una temperatura corporal constante. Aunque no supone una prueba concluyente de que tuvieran sangre caliente como los mamíferos modernos —como ballenas o delfines—, el hallazgo concuerda con un estudio de 2010 que determinó que las temperaturas corporales de los ictiosaurios alcanzaban 24 grados centígrados.

Posibles proteínas

La afirmación mayor y posiblemente más polémica del estudio es que el fósil de ictiosaurio contiene todavía proteínas del animal. De ser así, el ictiosaurio poseería unas de las biomoléculas preservadas más antiguas descubiertas hasta la fecha, con casi 180 millones de años.

La paleontóloga de la Universidad Estatal de Carolina del Norte Mary Schweitzer, coautora del estudio, ayudó al equipo a detectar las proteínas fósiles empleando anticuerpos. Ha utilizado esta técnica durante décadas y ha hallado pruebas de colágeno de dinosaurios y otras proteínas en condiciones rigurosas esterilizadas. En este caso, Schweitzer y sus colegas observaron señales de hemoglobina en el hígado del ictiosaurio, así como restos de proteínas estructurales como colágeno y queratina en la piel.

Su equipo analizó las muestras en un laboratorio donde se prohíben los tejidos de animales modernos. Para protegerse más de los falsos positivos, también examinaron las muestras en busca de diversos anticuerpos, entre ellos uno que pondría de relieve las capas de bacterias si estuvieran presentes.

«Podemos diferenciar dónde se unen estos anticuerpos, y no se unen de forma aleatoria» afirma Schweitzer. «No se observan [anticuerpos de] queratina uniéndolo todo; solo se une en lo que interpretamos como piel».

Pero algunos paleontólogos han criticado el método de los anticuerpos, ya que tiene tendencia a mostrar proteínas que no están presentes. Hace poco, los investigadores volvieron a analizar una de las primeras muestras publicadas por Schweitzer —fibras del fósil del dinosaurio Shuvuuia deserti— empleando diversos métodos. No encontraron pruebas de la presencia de proteínas.

«Me preocupa que estas técnicas de anticuerpos sean muy susceptibles a falsos positivos por consolidantes [compuestos empleados para estabilizar los fósiles], contaminantes y otros elementos orgánicos de fósiles», escribe por email Evan Saitta, investigador del Museo Field de Historia Natural que dirigió los nuevos análisis del Shuvuuia. «Me gustaría que estos estudios incluyeran más controles, aunque la naturaleza heterogénea de esta muestra podría ayudar a resolver algunas cuestiones».

El escepticismo surge en parte por la magnitud de las afirmaciones de Schweitzer y otros científicos. Si las proteínas se conservan tan bien en el registro fósil, los investigadores podrían estudiar directamente las proteínas de los animales primitivos y aprender mucho más sobre las vidas y la evolución de las criaturas mucho mejor que con el estudio de los huesos. Las futuras investigaciones en otros ictiosaurios, así como más análisis del Stenopterygius de este estudio, deberían contribuir a aclarar la cuestión.

«Sin duda vamos a seguir [estudiando este fósil]», afirma Schweitzer. «Es un espécimen impresionante».

Mientras tanto, Kear acoge favorablemente el debate que pueda suscitar el estudio de su equipo: «¡Adelante!», dice. «Solo podremos hacernos una idea mejor de lo que ocurre si cuestionamos los datos constantemente».

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.