Los fósiles han proporcionado a los científicos información increíble sobre el mundo prehistórico. Esta información se ha obtenido principalmente a partir del análisis del ADN contenido en los fósiles. Un nuevo estudio muestra que los fósiles también contienen moléculas vinculadas al metabolismo animal y pueden proporcionar información valiosa sobre los animales antiguos y su entorno.
Los nuevos hallazgos, publicados en Nature, examinaron huesos de animales fosilizados que se cree que tienen entre 1,3 millones y 3 millones de años. Los hallazgos fósiles sugieren que el mundo de los animales era más cálido y húmedo que el nuestro hoy.
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Encontrar sustancias químicas ocultas en huesos con fugas
La metabolómica (el estudio de los metabolitos producidos por procesos químicos en nuestro cuerpo) se ha convertido en una herramienta valiosa en la ciencia biomédica moderna. Los investigadores de esta área han utilizado los conocimientos obtenidos de los metabolitos para mejorar fármacos y tratamientos médicos. Pero el estudio del mundo antiguo se ha basado mucho más en el ADN extraído de fósiles. Timothy Bromage, coautor del estudio y biólogo de enfermedades de la Universidad de Nueva York, se propuso hacer las cosas de manera diferente.
“Siempre me ha interesado el metabolismo, incluida la tasa metabólica del hueso, y quería saber si sería posible aplicar la metabolómica a los fósiles para estudiar la vida temprana. Resulta que el hueso, incluido el hueso fosilizado, está lleno de metabolitos”, dijo Bromage en un comunicado de prensa.
Bromage había leído una investigación que mostraba que el colágeno, una proteína que da estructura a nuestros dientes y piel, podía detectarse dentro de huesos de dinosaurios milenarios.
“Pensé que si el colágeno se conserva en un hueso fósil, entonces tal vez otras biomoléculas también estén protegidas en el microambiente óseo”, dijo Bromage.
Teorizó que los metabolitos, que fluyen libremente a través del torrente sanguíneo, pueden quedar atrapados dentro de los huesos a medida que se forman al entrar a través de los poros de la superficie esponjosa de los huesos. El equipo de Bromage utilizó una técnica analítica llamada espectrometría de masas para estudiar los metabolitos ocultos dentro de los huesos recolectados en sitios de excavación de investigación en Tanzania, Malawi y Sudáfrica.
Para facilitar las comparaciones con la actualidad, el equipo de Bromage examinó animales antiguos con sus homólogos contemporáneos en las mismas zonas de África. Estudiaron huesos de ratones, jerbos, ardillas terrestres, cerdos, antílopes e incluso un elefante antiguo. Descubrieron que se habían conservado miles de metabolitos en los huesos.
Enfermedades antiguas, aloe y espárragos
Estas moléculas a menudo estaban relacionadas con funciones celulares normales, como el metabolismo energético, la producción y el crecimiento celular. Otros metabolitos estaban relacionados con la respuesta a la enfermedad de los animales. Los huesos fósiles de una ardilla terrestre tanzana de casi dos millones de años mostraron signos de infección por el parásito Trypanosoma brucei, que causa la enfermedad del sueño en los humanos.
“Lo que descubrimos en el hueso de la ardilla es un metabolito que es exclusivo de la biología de ese parásito, que libera el metabolito en el torrente sanguíneo de su huésped. También vimos la respuesta antiinflamatoria metabolómica de la ardilla, presumiblemente debido al parásito”, dijo Bromage.
El equipo también analizó metabolitos que no se originaban en los propios tejidos de los animales, lo que les dio una idea de la dieta de los animales. Estos datos mostraron que algunos de los animales comían plantas locales, como espárragos y aloe.
“Lo que eso significa es que, en el caso de la ardilla, mordisqueó aloe y llevó esos metabolitos a su propio torrente sanguíneo”, explicó Bromage.
Esta señal aparentemente pequeña permitió al investigador sacar muchas más conclusiones sobre el mundo antiguo de los animales.
“Debido a que las condiciones ambientales del aloe son muy específicas, ahora sabemos más sobre la temperatura, las precipitaciones, las condiciones del suelo y la copa de los árboles, esencialmente reconstruyendo el ambiente de la ardilla. Podemos construir una historia en torno a cada uno de los animales”, dijo Bromage. Estos datos coinciden con otros análisis que han tratado de descubrir cómo era la Tierra prehistórica.
“El uso de análisis metabólicos para estudiar fósiles puede permitirnos reconstruir el entorno del mundo prehistórico con un nuevo nivel de detalle, como si hoy fuéramos ecólogos de campo en un entorno natural”, dijo Bromage.
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