Zoo de fósiles: Tiburones con demasiados dientes

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Hace 360 millones de años, en el periodo Carbonífero, los peces cartilaginosos, que habían aparecido en los océanos cien millones de años antes, experimentaron una explosión evolutiva para ocupar los nichos ecológicos que habían quedado libres con la extinción de los peces acorazados, los placodermos, al final del periodo anterior, el Devónico.

Una de las características distintivas de los peces cartilaginosos, que comprenden los tiburones, las rayas y las quimeras, son las escamas placoides, o dentículos dérmicos, que cubren su piel. La estructura de los dentículos dérmicos es homóloga a la de los dientes de los vertebrados; un dentículo está formado por una cavidad central de pulpa, irrigada por vasos sanguíneos, rodeada por una capa cónica de dentina; la capa más externa del dentículo está formada por vitrodentina, una sustancia semejante al esmalte de los dientes. En realidad, se cree que los dientes pudieron evolucionar a partir de los dentículos dérmicos; fue en los peces cartilaginosos donde primero aparecieron.

Sólo la piel de los tiburones está completamente cubierta por dentículos dérmicos; las rayas y las quimeras presentan partes desnudas. Se ha comprobado que los dentículos crean en el agua pequeños vórtices que reducen el rozamiento, lo que hace que la natación de los tiburones sea más eficiente y silenciosa.

Los dentículos dérmicos son las partes más duras y resistentes de los peces cartilaginosos, y generalmente, las únicas que se encuentran fosilizadas. En algunas especies de peces cartilaginosos del pasado, sobre todo durante la radiación evolutiva del Carbonífero, algunos dentículos dérmicos sufrieron tales modificaciones que, cuando se encuentran aislados del resto del cuerpo, es difícil reconstruir su posición en el animal o simplemente identificar si se trata de dentículos dérmicos o de verdaderos dientes.

Uno de los órdenes más extraños de tiburones durante el Carbonífero, en cuanto a los dentículos dérmicos, fue el de los simoríidos. En dos de las familias de los simoríidos, los falcátidos y los estetacántidos, la aleta dorsal delantera, que sólo estaba presente en los machos adultos, se había transformado en una estructura cubierta de grandes dentículos que quizá se usaba en los rituales de apareamiento.

Los estetacántidos son tiburones de tamaño medio, con el hocico corto. El mejor conocido, Stethacanthus, medía unos setenta centímetros de longitud. La aleta dorsal delantera de los machos tiene forma de triángulo invertido, o más bien de yunque o de seta; es larga, ancha y aplanada en su superficie superior, que está cubierta por hasta nueve filas de grandes dentículos dérmicos inclinados hacia delante. La parte superior de la cabeza también está cubierta de grandes dentículos dérmicos, éstos inclinados hacia atrás, de manera que, si el tiburón mueve la aleta hacia delante y levanta la cabeza, parece la boca abierta de un animal mucho más grande y peligroso. Podía ser un mecanismo de defensa estupendo, pero como la aleta sólo estaba presente en los machos, lo más probable es que su función fuera sexual; quizá los machos exhibían las aletas ante las hembras, o quizá las usaban para combatir entre ellos. Los dentículos de la cabeza son cónicos, y tan grandes como los verdaderos dientes del tiburón. Los de la aleta dorsal tienen sección poligonal, y encajan unos con otros como en un mosaico; los más grandes, de hasta dos centímetros de longitud, son los de la línea media de la aleta. Con esa extraña aleta, los machos no podían ser buenos nadadores; probablemente, los estetacántidos eran habitantes del fondo marino, donde se movían indolentemente en busca de presas.

Los falcátidos son pequeños tiburones semejantes a los estetacántidos, pero en aquellos la primera aleta dorsal se reduce a una larga espina que se curva hacia delante sobre la cabeza del animal, que también está cubierta de dentículos dérmicos. Falcatus era un tiburón muy abundante, de unos veinticinco centímetros de largo. Se alimentaba de crustáceos y tenía unos ojos enormes. La hembra era algo más grande que el macho, tenía el hocico más corto y, como en el caso de los estetacántidos, carecía de la primera aleta dorsal y de los dentículos de la cabeza. En este caso, tenemos pruebas de que esa larga espina de los machos se utilizaba en el apareamiento. En muchas especies vivientes de tiburón, los machos muerden de forma ritual a la hembra en el lomo, las aletas pectorales o las agallas antes de la cópula. En el caso de Falcatus, sin embargo, era al revés. En un bloque de caliza descubierto en Montana, en el yacimiento de Bear Gulch (literalmente, la quebrada del Oso), se ha conservado la impresión de dos ejemplares completos de Falcatus, una hembra y un macho, en el momento en el que la primera muerde la espina del segundo. Y sabemos quién es quién porque en los machos de todas las especies de tiburón, tanto extintas como vivientes, la parte posterior de las aletas pélvicas está modificada en forma de pterigopodio, un órgano sexual cilíndrico homólogo al pene de los mamíferos.

Se creía que los tiburones simoríidos se habían extinguido a finales del Carbonífero, hace unos 300 millones de años, pero un diente encontrado el año pasado en el sur de Francia indica que los falcátidos pudieron sobrevivir en aguas profundas al menos hasta el principio del Cretácico, hace unos 140 millones de años.

Otro extraño tiburón, Helicoprion, vivió en el periodo Pérmico, que siguió al Carbonífero. Helicoprion podía alcanzar seis o siete metros de longitud, y en realidad estaba más emparentado con las actuales quimeras que con los tiburones verdaderos. La mayor parte de los fósiles de Helicoprion se reducen a una curiosa espiral de dientes, que tuvo a los paleontólogos intrigados durante décadas. Ni siquiera sabían si eran verdaderos dientes, o dentículos dérmicos. En realidad, al principio ni siquiera sabían que eran fósiles de tiburón. Las primeras espirales de este tipo descubiertas se confundieron con conchas de amonites, parientes de los calamares.

Hasta que, en 1899, el geólogo ruso Alexander Karpinski los reconoció como lo que eran, restos de un tiburón. Pero una cosa es saber que pertenecen a un tiburón, y otra determinar a qué parte del cuerpo corresponden. Aunque muchos paleontólogos situaban la espiral de dientes en la boca, otros la han imaginado en la aleta dorsal o en la cola. Aún entre los que sostenían que la espiral de dientes estaba en la boca había división de opiniones. Unos colocaban los dientes en la garganta; otros, en el interior de la mandíbula inferior, como una sierra circular; para algunos, la espiral se situaba en el extremo de esa mandíbula, como si fuera una especie de corta-pizzas. Y había quien colocaba la espiral en el extremo de la mandíbula superior, dirigida hacia arriba y hacia atrás como la trompa enrollada de un elefante.

Finalmente, en 2013, el estudio mediante escáner de un fósil hallado en 1950 en Idaho, que conserva restos aplastados y deformados de cartílago de la mandíbula inferior y del cráneo, ha permitido reconstruir en tres dimensiones la estructura de las mandíbulas de Helicoprion. La espiral, sujeta a los lados por cartílago, ocupa toda la longitud de la mandíbula inferior, mientras que la superior carece de dientes. Al cerrar la boca, la espiral rota hacia atrás y tritura las presas, que eran animales de cuerpo blando, como calamares. Los dientes se disponen en espiral porque Helicoprion, a diferencia de los tiburones actuales, no los mudaba. Según iban apareciendo dientes nuevos, que con el crecimiento del animal eran cada vez más grandes, iban empujando a los antiguos hacia adelante y después hacia abajo, al interior de la espiral. La espiral del fósil de Idaho mide 23 centímetros de diámetro, y contiene 117 dientes serrados.

Helicoprion no fue el único tiburón con extraños dientes. Un pariente suyo, Edestus, que vivió a finales del Carbonífero, también alcanzaba los seis metros de longitud. Pero sus dientes no se disponían en espiral, sino en dos líneas ligeramente curvadas, una en cada mandíbula, que parecían unas enormes tijeras dentadas. Al igual que en Helicoprion, los nuevos dientes de Edestus empujaban a los antiguos hacia delante, de manera que la fila de dientes terminaba por salirse de la boca.

Y no podemos terminar este recorrido por tiburones con dientes o dentículos dérmicos curiosos sin referirnos a una de las especies más enigmáticas, Listracanthus, contemporáneo y pariente de Helicoprion. Los fósiles de Listracanthus se caracterizan por la gran cantidad de enormes dentículos que los acompañan. Estos dentículos, de hasta diez centímetros de longitud, están formados por una larga espina principal con espinas secundarias a los lados, que forman una estructura parecida a una pluma.

No sabemos qué forma tenía el cuerpo de Listracanthus, ni cómo estaban dispuestos estos dentículos. La única indicación la da el ilustrador científico Ray Troll, que en su libro sobre tiburones Sharkabet cuenta que el paleontólogo suizo Rainer Zangerl descubrió en una plancha de caliza el fósil de un pez alargado, con forma de anguila, cubierto con los dentículos plumosos característicos de Listracanthus. Pero el frágil fósil se deshizo en sus manos y se convirtió en un montón de polvo. Hasta que no encontremos otro fósil como ese, no estaremos seguros de si el fósil de Zangerl era realmente un Listracanthus, y éste se parecía a un tiburón anguila cubierto de plumas.