Nipponites

Datos básicos de Nipponites

Historia del descubrimiento y superación de la teoría de la "deformidad"

Las amonitas, los cefalópodos que simbolizan los océanos mesozoicos, son en su mayoría conocidas por tener un caparazón "planispiral" enrollado en un solo plano. Sin embargo, al entrar en el Cretácico Superior, las "amonitas heteromorfas" se diversificaron rápidamente, exhibiendo una variedad de patrones de enrollamiento que parecían liberarse de las restricciones geométricas existentes.

Entre las amonitas heteromorfas, Nipponites, reportado en Japón, es una existencia única a nivel mundial debido a la rareza y complejidad de su morfología. En 1904, fue descrito como un nuevo género y especie, Nipponites mirabilis, por Hisakatsu Yabe, entonces estudiante de posgrado en la Universidad Imperial de Tokio y más tarde considerado el padre de la geología y paleontología japonesas, basándose en un solo espécimen recolectado de la cuenca del río Obirashibe en el noroeste de Hokkaido. El nombre científico significa "asombrosa (mirabilis) piedra japonesa (Nipponites)".

Inmediatamente después del anuncio de Nipponites, paleontólogos extranjeros expresaron fuertes dudas de que este espécimen no fuera una especie independiente, sino más bien una "deformidad" o "anormalidad patológica" causada por un error ontogenético. Esto se debió a que se consideraba imposible que una morfología tan compleja se heredara de forma estable en la evolución de las amonitas, que se basa en una espiral plana. Sin embargo, cuando se descubrió en Hokkaido en 1926 otro individuo con exactamente el mismo patrón de enrollamiento, Nipponites llegó a ser reconocido mundialmente como un taxón establecido con un programa de crecimiento específico.

Asombrosas reglas geométricas: El modelo de crecimiento de Nipponites

A primera vista, Nipponites tiene la forma de una cuerda caóticamente enredada, pero en realidad crece basándose en estrictas reglas matemáticas. En la década de 1980, la investigación del Dr. Takashi Okamoto dilucidó las reglas de su compleja forma al formular el crecimiento de las amonitas como un "modelo de tubo en crecimiento".

En el caso de Nipponites, se descubrió que la "tasa de torsión" a la que el caparazón se retuerce tridimensionalmente se invierte periódicamente, repitiendo alternativamente espirales a la derecha, enrollamiento plano y espirales a la izquierda. El patrón de enrollamiento en la etapa de crecimiento medio puede aproximarse a la forma de las "costuras de una pelota de tenis". La apertura serpentea a través del espacio tridimensional, dispuesta para envolver el caparazón inicial ya formado. En este momento, la dirección de crecimiento se controla para que encaje en el espacio más compacto posible y evite que los caparazones choquen entre sí (autointerferencia).

¿Por qué esta forma? Control de postura y estilo de vida

A la pregunta adaptativa de "¿por qué evolucionó hacia una forma tan compleja?", las investigaciones que utilizan los últimos modelos 3D y simulaciones hidrostáticas han dado una respuesta. Según un estudio de Lemanis et al. (2020), Nipponites poseía la capacidad de lograr una flotabilidad neutra en todas las etapas de crecimiento, lo que significa que nunca estuvo hundido en el lecho marino, sino que tenía capacidades de flotación libre.

El Dr. Takashi Okamoto ha propuesto la hipótesis de que el crecimiento serpenteante de Nipponites surge de una "función reguladora para mantener una postura constante en el mar". A medida que la amonita crece y su caparazón se vuelve más pesado, su centro de gravedad se desplaza, provocando que la apertura apunte demasiado hacia arriba o hacia abajo. Se cree que Nipponites percibía este cambio de postura y contrarrestaba el momento cambiando la forma en que se enrollaba el caparazón, manteniendo siempre la apertura apuntando en la dirección adecuada. La interpretación es que como subproducto de repetir la simple retroalimentación de control de postura de "querer estar siempre en la misma orientación", se formó esa compleja morfología serpenteante tridimensional.

Se infiere que su estilo de vida fue el de un vagabundo "cuasi-planctónico" de baja energía, en lugar de un nadador activo. Probablemente se alimentaban de plancton flotante y similares mientras giraban lentamente (piruetas) en el mar.

Salto evolutivo: Divergencia de Eubostrychoceras

La aparición de Nipponites se considera un excelente ejemplo de "evolución saltacional" en la historia evolutiva de las amonitas. Se cree que Nipponites evolucionó de un grupo en la misma familia Nostoceratidae llamado "Eubostrychoceras", que tiene un simple espiral parecido a un helado suave.

Las simulaciones que utilizan modelos de crecimiento han demostrado que la morfología cambia drásticamente de una simple espiral como Eubostrychoceras a un meandro complejo como Nipponites simplemente alterando ligeramente el umbral para el control de la postura. Esto sugiere que, sin necesidad de mutaciones genéticas a gran escala, puede evolucionar una nueva morfología radicalmente diferente con solo un ligero cambio de parámetros en el programa de crecimiento.

La paleontología japonesa y el "Día del Fósil"

Nipponites mirabilis ha sido adoptado como el símbolo de la Sociedad Paleontológica de Japón como un fósil representativo altamente único de Japón. Esta es también una expresión de respeto por el hecho de que la investigación de Hisakatsu Yabe fue el primer paso hacia la internacionalización de la paleontología japonesa.

Además, en 2018, el 15 de octubre, la fecha en que se publicó el artículo de Hisakatsu Yabe que describe a Nipponites como una nueva especie, se estableció como el "Día del Fósil". Nipponites trasciende los límites de un mero fósil y se ha convertido en una existencia que ocupa un lugar especial en la historia de la ciencia japonesa, continuando abriendo camino a la vanguardia de la paleontología moderna.