A new high-resolution 3-D quantitative method for analysing small morphological features: an example using a Cambrian trilobite

 

Se acaba de presentar en la revista Scientific Reports un trabajo liderado por un antiguo estudiante de la Universidad de Zaragoza, el Dr. Jorge Esteve. Los ejemplares utilizados en este trabajo han sido donados al Museo de Ciencias Naturales de la Universidad de Zaragoza.

La novedad de este trabajo está en la técnica utilizada por Esteve y sus colaboradores para evaluar la variabilidad morfológica de los surcos de la glabela de tres poblaciones del trilobites Oryctocephalus indicus. Esteve y sus colaboradores han trabajado en la taxonomía y en la variabilidad morfológica de esta especie en los últimos tres años. Se trata de una de las especies de trilobites con mayor distribución geográfica, encontrándose en EE.UU., China, India o Siberia. Además estos estudios han permitido definir la base de la Serie Mialiangianse (antiguo Cámbrico medio) en la sección Wuliu-Zengjiayan cerca del pueblo de Balang en la provincia de Guizhou en el sur de China.

Unos de los retos a los que se encontraba este grupo de investigación liderado por Esteve era demostrar que las tres poblaciones (china, americana y siberiana) pertenecían a una misma especie. En un primer estudio publicado en la revista Lethaia en 2017 demostraban que la forma del cranidio (parte de la cabeza) de las poblaciones chinas y siberianas eran idénticas. Sin embargo, existían diferencias en ciertos rasgos morfológicos como son unos surcos en la parte media del cranidio llamados surcos glabelares. Mientras que los surcos de la población americana siempre están muy bien marcados, en la población china existe cierta variabilidad y en la siberiana aparecen muy difuminados o ausentes.

El problema residía en mostrar si la población siberiana también tenían estos surcos o no, y en caso afirmativo discutir qué factores fisicoquímicos habían jugado un papel importante durante el proceso de fosilización. Esteve se juntó con dos colegas de la Universidad Complutense (Dr. Miguel Angel Mate) y de la Universidad Autónoma de Madrid (Dr. Miguel Gómez-Heras) para resolver este problema. Con la ayuda de estos colegas lograron combinar los datos obtenidos con un rugosímetro para generar imágenes tridimensionales de estos trilobites cámbricos y poder analizar la variabilidad de estos surcos, que apenas llegan a unas pocas micras.

Un rugosímetro se utiliza para determinar el grado de alteración meteórica en todo tipo de rocas y su uso en arqueología es muy común, no así en paleontología donde se ha utilizado por primera vez. El rugosímetro permite obtener imágenes tridimensionales de alta resolución aunque en áreas muy reducidas, 25 mm2. Esto no era un problema ya que lo que se pretendía analizar era precisamente un área muy pequeña, y de fósiles también bastante pequeños.

 Una vez escaneados los fósiles y obtenidas las imágenes 3D, pudieron constatar que los surcos también se encontraban en la población siberiana. Aunque su pequeño tamaño los hace casi imperceptibles al ojo humano en una fotografía convencional, los resultados no dejaban ninguna duda, estos surcos también se encontraban en la población siberiana. Además, el tratamiento estadístico de las imágenes les permitió evaluar los cambios morfológicos de los surcos glabelares y su relación con factores fisicoquímicos como son la disolución de los caparazones de estos trilobites y la cementación de la roca que los alberga.

Los ejemplares con un bajo grado de disolución presentan surcos que están bien definidos y redondeados (ej. EE. UU.). Sin embargo, los ejemplares que sufrieron más disolución generalmente muestran surcos glabelares más afilados (ej. Siberia y China). Además, la presencia de fracturas relacionadas con la compactación se ajusta a esta observación. Los ejemplares de Siberia a menudo presentan fracturas que sugieren que la disolución del exoesqueleto original debe haber ocurrido después de la compactación de los sedimentos durante el entierro. Esteve y sus colaboradores concluyen que estos factores tuvieron un gran impacto en la preservación de pequeñas características morfológicas, como son los surcos glabelares.

Referencias:

  • Esteve, J., Zhao, Y.L., Maté-González, M.A., Gómez-Heras, M., Peng, J. 2018. A new high-resolution 3-D quantitative method for analysing small morphological features: an example using a Cambrian trilobite. Scientific Reports. 8:2868 DOI:10.1038/s41598-018-21088-4

https://www.nature.com/articles/s41598-018-21088-4.pdf

  • Esteve, J., Zhao, Y. & Peng, J. 2017. Morphological assessment of the Cambrian trilobites Oryctocephalus indicus (Reed 1910) from China and Oryctocephalus ‘reticulatus'(Lermontova 1940) from Siberia. Lethaia.50, 175-193.