Encuentran proteínas preservadas en fósiles de peces de hace 15 millones de años
Una investigación participada por el profesor Ismael Coronado, del Laboratorio de Paleontología de la ULE, ha hallado proteínas en biominerales de peces fósiles localizados en Polonia, concretamente de la brótola de roca (Phycis), un pez de hábitos nocturnos que habita fondos marinos del Atlántico.
Una investigación en la que ha participado el profesor Ismael Coronado, del Laboratorio de Paleontología de la Universidad de León (ULE), ha hallado proteínas preservadas en biominerales de peces fósiles localizados en Polonia que habitaron la Tierra hace 15 millones de años, concretamente de la brótola de roca (Phycis), un pez de hábitos nocturnos que habita los fondos marinos del Atlántico. Un trabajo que acaba de ser publicado por la revista científica Scientific Reports.
Según explica el profesor Coronado, dichas proteínas se han conservado en los llamados otolitos de peces fósiles, que son el oído interno de los vertebrados, un órgano cuya función principal es regular el equilibrio. Para ello, los vertebrados, “crean pequeñas partículas formadas por biominerales, cuyo desplazamiento dentro de unos canales del oído interno avisa al cerebro de su posición o aceleración, y en el caso de los peces, estas estructuras pueden alcanzar tamaños de varios milímetros e incluso centímetros y se conocen como otolitos”.
Además, los otolitos permiten a los peces escuchar y equilibrar el cuerpo dentro de la masa de agua y “son habituales como fósiles en sedimentos y rocas tanto marinas como de agua dulce”. Estas estructuras, compuestas por pequeños cristales en forma de aguja del mineral aragonito, forman capas concéntricas alrededor de un núcleo, y durante su mineralización “atrapan no sólo a las proteínas encargadas de la biomineralización, sino también a otras macromoléculas”.
La investigación ha estado liderada por el profesor Jarosław Stolarski, del Instituto de Paleobiología de la Academia Polaca de Ciencias (PAN), con sede en Varsovia, ya que estos peces fósiles han sido hallados en sedimentos arcillosos e impermeables de la sierra de Santa Cruz (Polonia), de edad miocena (unos 14.8 millones de años). Allí se ha encontrado una buena colección de otolitos fósiles de la brótola de roca (Phycis), un pez de hábitos nocturnos que habita los fondos marinos del Atlántico.
Ismael Coronado, que ha sido el encargado de la preservación de estos fósiles, destaca que los restos muestran propiedades químicas y cristalinas casi idénticas a las presentes en otolitos de las brótolas actuales, con los que fueron comparados.
“Esta fosilización extraordinaria fue posible porque los materiales en los que se encontraban enterrados, las capas arcillosas de esta región polaca, sellaron los otolitos impidiendo su degradación por fluidos, y también ayudó la presencia de una climatología constante de la región, que evitó cambios bruscos de temperatura que podrían haber generado modificaciones en el fósil”, ha detallado. Por lo tanto, el estado de preservación de estos otolitos era óptimo para comprobar si quedaban proteínas no alteradas dentro de sus biominerales y el trabajo publicado por Stolarski y sus colaboradores en la revista Scientific Reports muestra que los fósiles estudiados contienen un 10% de las proteínas de las brótolas actuales. De hecho, el resto del material proteico que contenían los otolitos “se ha degradado con el paso del tiempo y sus enlaces se han roto en estructuras más pequeñas, como péptidos y aminoácidos, además de que la secuenciación de las proteínas fósiles completas ha permitido compararlas con las actuales, reconociendo 11, que incluyen proteínas específicas para el desarrollo del oído interno, la biomineralización de los otolitos y aquellas que solo aparecen en membranas del oído interno”, explica Ismael Coronado.
Estas similitudes sugieren que los procesos de biomineralización del oído interno se han mantenido estables, sin cambios, a través del tiempo geológico y que los avances en paleoproteómica “nos pueden ayudar a entender las relaciones evolutivas entre diferentes organismos, siempre y cuando sus fósiles se preserven adecuadamente”.
Esta investigación se ha financiado por los proyectos 2017/25/B/ST10/02221 y 2020/39/B/ST10/01253 del Centro Nacional de Ciencias de Polonia. Además de las instituciones anteriormente mencionadas en esta investigación han participado investigadores de la Universidad de California y Michigan State Dr. Ismael Coronado Vila (Dep. Geografía y Geología. Universidad de León) (EE.UU.), la Universidad de Lisboa (Portugal), Universidad de Varsovia (Polonia), Universidad de Hubei (China) y Universidad de Lausana (Suiza).
Referencia bibliográfica:
Stolarski, J., Drake, J., Coronado, I. et al. First paleoproteome study of fossil fish otoliths and the pristine preservation of the biomineral crystal host. Sci Rep 13, 3822 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-30537-8
(Fotografías: Primera: Imagen que muestra un ejemplar actual de la brótola de roca, Phycis phycis (A), los otolitos fósiles encontrados en la sierra de la Santa Cruz (B), la estructura biomineral formada por agujas de aragonito (C) y las proteínas ocluidas en el interior de los cristales (flechas blancas) observadas con un microscopio de alta resolución (D). / Segunda: Estructura orgánica-mineral compuesta de Phycis phycis ( a–f ) y otolitos sagitales fósiles de Phycis tenuis ( g–l ). / Tercera: Similitud morfológica, microestructural y cristalográfica de otolitos sagitales de Phycis phycis ( a–g ) modernos y fósiles de Phycis tenuis )
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