Invertebrats fòssils
Els trilobits són un dels primers grups coneguts d’artròpodes —que inclouen animals invertebrats amb exosquelets i cossos segmentats, com, per exemple, els insectes— que van aparèixer al registre fòssil, i que van viure entre 520 i 250 milions d’anys enrere. Aquest 2017 es van descobrir uns ous de trilobits de fa 450 milions d’anys a l’estat nord-americà de Nova York.
Els ous presenten una forma esfèrica o el·líptica, mesuren 200 micròmetres de diàmetre i apareixen preservats al costat de fòssils de l’espècie de trilobit Triarthrus eatoni. Sembla que aquests animals ejectaven els ous i l’esperma a través de porus genitals propers a la regió posterior del cap, de manera similar al que succeeix amb els crancs ferradura, o cassoles de les Moluques, actuals. Si aquesta manera de reproduir-se es pot estendre a altres trilobits, la fertilització externa constituiria la condició ancestral en artròpodes.
Vertebrats ancestrals
Els peixos quimeroids actuals són un dels quatre grups principals de gnatostomats, és a dir, de vertebrats amb mandíbules. El seu pla corporal, altament derivat, i el fet que els primers fòssils coneguts de l’espècie presentin una morfologia semblant a la moderna ha complicat inferir-ne els orígens. Per resoldre aquesta qüestió, enguany es van analitzar tomografies computades de la caixa cranial del condricti fòssil Dwykaselachus, un gènere emparentat amb els quimeroids dels dipòsits del Karoo a Sud-àfrica (que daten de fa 280 milions d’anys), en què es van descobrir característiques pròpies dels quimeroids, particularment el laberint òtic, la mida del cervell i la gran òrbita ocular. Aquests trets indiquen una adaptació a condicions de poca lluminositat i, per tant, una predisposició en els primers quimeroids a viure en hàbitats marins de considerable profunditat.
Rèptils primitius
Recentment ha estat descrit un espècimen de l’arcosauromorf marí Dinocephalosaurus, del Triàsic Mitjà (fa uns 245 milions d’anys) del sud-oest de la Xina, que presenta un embrió en estat de gestació, fet que indica l’existència de viviparisme en arcosauromorfs basals 50 milions d’anys abans del que se sabia. Els arcosauromorfs comprenen grups com ara els cocodrils i els dinosaures. Models filogenètics mostren que en aquests rèptils el sexe de l’embrió es determinava per mitjà dels cromosomes i no pas per la temperatura ambiental, com és el cas dels cocodrils.
Segons una classificació clàssica, els dinosaures pertanyien a dos clades depenent principalment de la morfologia de la pelvis: saurisquis (sauropodomorfs i dinosaures carnívors) i ornitisquis (herbívors com els estegosaures, anquilosaures, ceratopsians, paquicefalosaures i ornitòpodes). Una nova filogènia dels dinosaures, que ha inclòs una mostra més extensa de formes basals i d’altres d’estretament emparentades amb els primers dinosaures, postula una nova hipòtesi de les relacions filogenètiques entre els grans clades de dinosaures. La nova filogènia agrupa els ornitisquis i els teròpodes en un clade anomenat Ornithoscelida, i els sauropodomorfs amb els herrerasàurids (un grup basal de formes carnívores), que formen un Saurischia redefinit. A més a més, l’estudi avala la hipòtesi que els primers dinosaures eren omnívors i bípedes. Aquest tipus de locomoció pot ser que servís per a alliberar-los les mans i així poder utilitzar-les per a agafar objectes, fet que hauria donat als dinosaures un avantatge amb relació a altres animals contemporanis.
Reconstrucció del sauròpode titanosaure gegant Patagotitan mayorum, exhibit al Museu Americà d’Història Natural de Nova York (EUA)
© Albert Prieto-Márquez
Els titanosaures constitueixen el grup de dinosaures sauròpodes més divers i evolutivament reeixit. Inclouen els sauròpodes de mida més petita i també les formes més gegants; es van diversificar enormement a mitjan Cretaci Inferior i van sobreviure fins al final del Mesozoic. Recentment va ser descoberta una nova espècie de titanosaure en estrats albians (fa uns 102 milions d’anys) a Chubut (Patagònia), a l’Argentina. Anomenada Patagotitan mayorum, aquesta espècie tenia una massa estimada de 69 tones i es tracta d’un dels sauròpodes més grans i complets coneguts. Aquesta descoberta postula l’existència d’un clade de titanosarures gegants que van habitar a la Patagònia des de l’Albià fins al Santonià, fet que posa en evidència l’augment de mida més important de la història evolutiva dels sauròpodes titanosaures.
Espècimen d’ocell fòssil Changchengornis hengdaoziensis, que va viure a l’actual Xina fa uns 125 milions d’anys
© Albert Prieto-Márquez
Les aus es diferencien d’altres amniotes ovípars perquè produeixen un nombre relativament limitat d’ous grossos i perquè tenen períodes d’incubació curts (entre 11 i 85 dies). Aquests dos aspectes promouen una alta capacitat de supervivència, ja que limiten el temps d’exposició a predació i pertorbacions medi ambientals, potencien el des-envolupament de nadons més grans i ben adaptats, i faciliten el creixement vers la mida adulta. En un estudi recent, s’ha pogut conèixer el període d’incubació en aquests animals utilitzant el nombre de línies de creixement en dents embriòniques de diverses espècies de dinosaures ornitisquis. Aquests períodes resulten sorprenentment llargs, entre 2,8 i 5,8 mesos, i són comparables als d’altres rèptils no dinosaurians. Limitacions fisiològiques i de desenvolupament sembla que van ser les responsables d’aquests períodes d’incubació tan prolongats en dinosaures no aviaris i aus basals. Per contra, i pel que fa a la ràpida incubació aviària, probablement va evolucionar entre les aus abans de l’extinció massiva dels dinosaures, durant el Cretaci-Paleogen (K-Pg), els quals de segur que van tenir com a factor limitador els llargs períodes d’incubació en la competició per la supervivència amb altres vertebrats terrestres durant aquesta crisi.
Mamífers primitius
Fa uns 160 milions d’anys, els ancestres dels mamífers moderns van originar els euteris, productors de placenta, i els metateris, posseïdors d’una bossa (o marsupi) a la zona abdominal del cos que van esdevenir els precursors dels marsupials actuals. Durant el Cenozoic, que va començar fa uns 66 milions d’anys, es pensava que els únics metateris presents al nord de l’equador no passaven de la mida d’una rata. Aquesta hipòtesi va ser rebatuda per la troballa d’un nou metateri que va viure fa 44 milions d’anys a l’actual Turquia. La nova espècie, batejada amb el nom d’Anatoliadelphys maasae, té la mida d’un gat domèstic, deu vegades més gran que els metateris coneguts fins ara en aquestes regions. Les seves mandíbules tenien la força suficient per a triturar ossos, comparable a la d’un diable de Tasmània. A més, aquest carnívor era un hàbil trepador d’arbres. La regió de Turquia on vivia l’A. maasae era una illa en aquells temps i, probablement, la gran talla d’aquest metateri s’explica per la manca de competidors en aquest ambient insular.
Els mamil·liformes inclouen formes precursores mesozoiques dels mamífers, i ofereixen claus importants sobre l’evolució de la seva anatomia i de la diversificació ecològica. La descoberta d’una nova espècie de mamil·liforme eleuterodont del Juràssic tardà de la Xina, Maioptagium furculiferum, va mostrar membranes de pell i caràcters a l’esquelet adaptats per a planejar. La morfologia dels dits evidencia un comportament per a congregar-se amb altres individus per tal de dormir, com succeeix en els ratpenats i mamífers dermòpters. Els peus presenten caràcters indicatius de la presència d’uropatagi. El Maioptagium vivia als arbres i tant la seva anatomia com la seva forma de vida representen un llinatge evolutiu anàleg al dels mamífers placentaris i marsupials planadors. Igualment, aquest eleuterodont planador mostra estructures claviculars rígides i trets primitius compartits amb altres mamil·liformes i els monotremes.
Nous estudis de fòssils de parents semi-aquàtics extingits de les balenes provinents de dipòsits marins de Togo (Àfrica), que daten de fa 43-46 milions d’anys, revelen detalls importants de l’anatomia de la seva oïda interna, que presenta un laberint ossi amb una morfologia diferent de la dels cetacis actuals, però similar a la de formes ter-restres amb les quals estan emparentades ancestralment com, per exemple, els porcs i els camells. Aquestes observacions evidencien que les primeres balenes eren incapaces de navegar mitjançant ecolocalització o d’utilitzar el so per a comunicar-se a través de llargues distàncies. En comparació, els cetacis actuals es poden comunicar sota l’aigua emprant altes o baixes freqüències, unes adaptacions que sembla que van evolucionar només després que els cetacis adquirissin una forma de vida totalment aquàtica.
Primats i evolució humana
A diferència dels grans simis, els humans tenim una vèrtebra menys del tipus de les que hi ha a la regió toràcica articulades amb una costella. Aquesta característica és una adaptació per a una locomoció bípeda eficient, que es troba en pocs hominins fòssils. Nous estudis en un esquelet d’Australopithecus afarensis van revelar que aquest hominin tenia el mateix nombre de vèrtebres cervicals i de la part mitjana de la columna vertebral que els humans moderns. No obstant això, la transició entre les vèrtebres de la part mitjana i inferior de la columna vertebral tenia lloc més anteriorment en els A. afarensis que en els humans actuals. Aquest canvi va possibilitar que els humans del gènere Homo poguessin cór-rer i caminar llargues distàncies amb més eficiència.
El registre fòssil suggereix que l’Homo sapiens es va originar a partir de l’H. heidelbergensis o bé de l’H. rhodesiensis. Tanmateix, es desconeix el lloc i temps exactes de l’origen de l’H. sapiens, perquè el registre fòssil és escàs i encara hi ha incerteses en la datació de les localitats fossilíferes on se n’han trobat. Malgrat tot, la troballa de noves restes humanes a la localitat de Jebel Irhoud, al Marroc, va permetre identificar un mosaic de caràcters primitius (endocrani i neurocrani) i derivats (facials, mandibulars i dentals) comparables amb els dels humans actuals. Amb una datació constatada de 315.000 anys, les noves dades documenten els estadis inicials del clade H. sapiens, i indiquen que els processos evolutius responsables de l’emergència d’aquests humans van involucrar la totalitat del continent africà.