Los primeros peces con mandíbulas
hace unos 440 millones de años Mares del Silúrico
En breve
En los mares del Silúrico se extendieron peces con mandíbulas capaces de abrirse y cerrarse. Las mandíbulas nacieron probablemente de unos arcos que sostenían las branquias. Morder y agarrar la comida daba posibilidades nuevas frente a simplemente filtrar el agua. En China se han encontrado peces con mandíbulas completos de unos 436 millones de años.
Por qué es importante Esta novedad cambió las cadenas alimentarias del mar y es propia de casi todos los vertebrados actuales.
Fuente: Nature, 2022, «The oldest complete jawed vertebrates from the early Silurian of China»

Ficha para estudiar unos 5 minutos de lectura
La historia
Peces sin mandíbula
Si pudieras volver a los mares de hace 450 millones de años, encontrarías peces muy distintos de los de hoy. Casi todos los vertebrados de entonces, es decir, los animales con columna vertebral, eran peces sin mandíbulas. Tenían una boca redonda, una abertura siempre abierta que servía para aspirar el agua y filtrar el alimento, o para chupar las presas. A menudo estaban cubiertos de placas óseas, como pequeñas armaduras. Sus descendientes vivos son pocos: las lampreas y los mixinos, animales estrechos y alargados, que no tienen mandíbula.
Después, en el Silúrico, es decir, hace entre 443 y 419 millones de años más o menos, apareció una novedad que iba a cambiar la historia de los vertebrados: la mandíbula. Una mandíbula es un hueso móvil de la boca, articulado, que se abre y se cierra con fuerza. Con ella, un animal puede agarrar, morder, cortar y triturar. Desde ese momento los peces ya no fueron simples filtradores, sino que pudieron convertirse en grandes cazadores.
Los fósiles chinos
En los últimos años los descubrimientos en China han llevado más atrás la fecha de los primeros peces con mandíbulas. En 2022 un grupo de paleontólogos dirigido por Min Zhu, de la Academia China de Ciencias, describió fósiles de peces con mandíbulas encontrados cerca de la ciudad de Chongqing, en rocas de unos 436 millones de años. Son peces acorazados, con placas óseas en el cuerpo y en la cabeza, llamados placodermos, y algunos se han encontrado completos, con la forma del cuerpo conservada.
El mismo año, otro grupo, dirigido por Plamen Andreev, de la Universidad Queen Mary de Londres, describió Qianodus duplicis, un pez del que solo se han encontrado diminutos dientes, de unos 439 millones de años, en China. Los dientes están dispuestos en filas, como en los tiburones, y por eso se consideran la prueba más antigua de que existían peces con mandíbulas. Como siempre en paleontología, nuevos descubrimientos pueden volver a mover la fecha: por eso en la línea del tiempo se habla de hace unos 440 millones de años.
Cómo nació la mandíbula
¿De dónde viene un hueso tan importante? La respuesta, en este caso, ha permanecido mucho tiempo escondida en la anatomía de los animales vivos. Los peces sin mandíbula tienen unas barras de cartílago que sostienen las branquias, llamadas arcos branquiales. Los científicos piensan que en los peces con mandíbula los primeros arcos se agrandaron y se desplazaron hacia delante, convirtiéndose en las mandíbulas. En otras palabras, las mandíbulas son arcos branquiales transformados, como si una pieza de una herramienta se hubiera reutilizado para una tarea nueva. Un proceso así, en el que una estructura cambia de función, es frecuente en la evolución.
Una prueba viene del desarrollo de los embriones: las mandíbulas y los arcos branquiales se forman de manera parecida, a partir del mismo tipo de células. Otra prueba viene de los fósiles intermedios, como Entelognathus, un pez de unos 419 millones de años descubierto en China en 2013, que une características de los peces acorazados y de los peces óseos.
Peces cazadores
Después del Silúrico los peces con mandíbulas se diversificaron deprisa. El Devónico, el periodo siguiente, se llama «edad de los peces». Aparecieron los tiburones y sus parientes, con esqueleto de cartílago, los peces óseos y los grandes placodermos. El más famoso es Dunkleosteus, que llegaba a unos 3-4 metros de longitud y era uno de los mayores depredadores de los mares de su tiempo. No tenía dientes, sino láminas de hueso afiladas en las mandíbulas, con una mordedura potentísima.
Los peces sin mandíbulas declinaron. No desaparecieron del todo, pero la mayoría se extinguió, aplastada por la competencia y por los nuevos depredadores.
Por qué ocurrió
¿Por qué nacieron las mandíbulas? No lo sabemos con certeza, pero hay hipótesis. Una dice que los arcos branquiales agrandados servían también para respirar mejor: bombear más agua sobre las branquias. Solo después, esos arcos habrían resultado útiles para agarrar el alimento. Otra explica el paso por la necesidad de alimentarse de presas más grandes y activas, en un mundo ya lleno de animales con conchas y armaduras.
Los genes han tenido un papel importante: los que dicen a las células dónde formar la cara y las branquias se modificaron y permitieron construir una estructura nueva. Esto se estudia comparando el ADN de lampreas y de peces con mandíbula.
La investigación continúa: el descubrimiento de los dientes de Qianodus y de los peces de Chongqing ha mostrado que el origen es más antiguo y más complejo de lo que se creía.
Qué cambió
Con las mandíbulas los vertebrados podían comer de todo: otros animales, plantas, presas de concha dura. Esto amplió enormemente el número de maneras de vivir y abrió el camino a los tiburones, los peces óseos, los anfibios, los reptiles, las aves y los mamíferos. Casi todos los vertebrados de hoy, es decir, más del 99 por ciento de las especies, tienen mandíbula.
Las mandíbulas tienen una historia que llega hasta nosotros. Los huesos de la mandíbula de nuestros lejanos antepasados reptiles se redujeron y se desplazaron: tres huesecillos del oído medio de los mamíferos, el martillo, el yunque y el estribo, derivan de huesos de la mandíbula y de los arcos branquiales de animales del pasado. Cuando oyes un sonido, usas huesos que para un antepasado lejano servían para masticar.
De las mandíbulas y los arcos branquiales derivan, en parte, también cosas que hacemos cada día: morder, masticar, hablar, cantar. Son un buen ejemplo de cómo la evolución reutiliza partes ya existentes.
Personas y lugares clave
Personas
- Min Zhu
- Paleontólogo chino de la Academia China de Ciencias. Dirige el estudio de los peces con mandíbula más antiguos encontrados en China.
- Plamen Andreev
- Paleontólogo de la Universidad Queen Mary de Londres. En 2022 describió Qianodus, los dientes más antiguos de un pez con mandíbula.
- Carl Gegenbaur
- Anatomista alemán (1826-1903). En el siglo XIX propuso que las mandíbulas derivan de los arcos branquiales.
Lugares
- Chongqing, China
- Región del sur de China donde se han encontrado los peces con mandíbula de unos 436 millones de años.
- Guizhou, China
- Provincia china donde se han encontrado los dientes de Qianodus, de unos 439 millones de años.
- Mares del Silúrico
- Mares cálidos y poco profundos, ricos en corales y en animales con concha, donde los primeros peces con mandíbulas empezaron a cazar.
Para saber
- Las lampreas, peces sin mandíbula que todavía viven, tienen una boca de ventosa llena de dientes y están entre las especies más antiguas de los vertebrados de hoy.
- Los tiburones no tienen huesos: su esqueleto es de cartílago, la misma sustancia que tienes en la nariz y en las orejas.
- La mordedura de Dunkleosteus se ha calculado entre 4000 y 7000 newtons, una fuerza enorme para un pez que vivió hace unos 380 millones de años.
- El martillo, el yunque y el estribo, los tres huesecillos del oído, son los huesos más pequeños del cuerpo humano y derivan de huesos de la mandíbula de antiguos animales.
- Hoy existen unas 65.000 especies de vertebrados: todas, salvo un centenar de lampreas y mixinos, tienen mandíbula.
Para saber más
- Wikipedia, «Pez» es.wikipedia.org
- Wikipedia, «Gnathostomata» es.wikipedia.org
- Wikipedia, «Placodermi» es.wikipedia.org
- Museo de Paleontología de la Universidad de California en Berkeley, el Silúrico (en inglés) ucmp.berkeley.edu
Eventos relacionados
- La explosión cámbricahace unos 539 millones de años · La Tierra antes de nosotrosLos primeros vertebrados, parecidos a peces, aparecieron en los mares del Cámbrico.
- Los primeros anfibioshace unos 375 millones de años · La Tierra antes de nosotrosDe los peces con aletas robustas nacieron los animales de cuatro patas.
- Los primeros mamíferoshace unos 225 millones de años · La Tierra antes de nosotrosLos huesecillos del oído de los mamíferos derivan de huesos de la mandíbula.
- La gran extinción del Pérmicohace unos 252 millones de años · La Tierra antes de nosotrosLa gran extinción del Pérmico golpeó duramente a los peces de los mares.
Antes y después, en la era «La Tierra antes de nosotros»
Evento 17 de 25
AntesBig Banghace unos 13.800 millones de años
AntesLas primeras estrellashace unos 13.500 millones de años
AntesNacimiento de la Vía Lácteahace unos 13.000 millones de años
AntesFormación del sistema solarhace unos 4600 millones de años
AntesNacimiento de la Tierrahace unos 4540 millones de años
AntesFormación de la Lunahace unos 4500 millones de años
AntesLas primeras rocas terrestreshace unos 4400 millones de años
AntesLos primeros océanoshace unos 4300 millones de años
AntesLas primeras formas de vidahace unos 3500 millones de años
AntesLa fotosíntesis de las cianobacteriashace unos 2700 millones de años
AntesLa Gran Oxidaciónhace unos 2400 millones de años
AntesLas primeras células complejashace unos 1800 millones de años
AntesLos primeros organismos pluricelulareshace unos 1000 millones de años
AntesLa fauna de Ediacarahace unos 555 millones de años
AntesLa explosión cámbricahace unos 539 millones de años
AntesLas primeras plantas en tierra firmehace unos 475 millones de años
Estás aquíLos primeros peces con mandíbulashace unos 440 millones de años
DespuésLos primeros insectoshace unos 400 millones de años
DespuésLos primeros anfibioshace unos 375 millones de años
DespuésLos bosques del Carboníferohace unos 320 millones de años
DespuésLa gran extinción del Pérmicohace unos 252 millones de años
DespuésLos primeros dinosaurioshace unos 230 millones de años
DespuésLos primeros mamíferoshace unos 225 millones de años
DespuésLas primeras aveshace unos 150 millones de años
DespuésExtinción de los dinosaurios no avianoshace unos 66 millones de años
Escucha / Lee también
- Música para leer: Cinematic JourneyMúsica épica de cine, sin letra, de Ciro Simone IrmiciSpotifyYouTube Music
Mientras tanto, en otras partes del mundo
Otros eventos de la era «La Tierra antes de nosotros»
- Big Bang
- Las primeras estrellas
- Nacimiento de la Vía Láctea
- Formación del sistema solar
- Nacimiento de la Tierra
- Formación de la Luna
- Las primeras rocas terrestres
- Los primeros océanos
- Las primeras formas de vida
- La fotosíntesis de las cianobacterias
- La Gran Oxidación
- Las primeras células complejas
- Los primeros organismos pluricelulares
- La fauna de Ediacara
- La explosión cámbrica
- Las primeras plantas en tierra firme
- Los primeros insectos
- Los primeros anfibios
- Los bosques del Carbonífero
- La gran extinción del Pérmico
- Los primeros dinosaurios
- Los primeros mamíferos
- Las primeras aves
- Extinción de los dinosaurios no avianos