Los Parásitos y Los Primates

Esta semana, se publicó un [estudio] que describe un nuevo fósil de ámbar de la República Dominicana, fechado 45-15 millones de años atrás. El ámbar tenía una garrapata. Las garrapatas son arácnidos (como las arañas, los escorpiones, los ácaros y otros invertebrados con 8 patas) y son responsables de adherirse a los mamíferos, chupando su sangre y potencialmente (y muy frecuentemente) propagando infecciones. En los Estados Unidos, las garrapatas se conocen por la propagación de la enfermedad de Lyme, la Fiebre Manchada de las Montañas Rocosas y cerca de una docena de otras infecciones, de acuerdo a los Centros para el Control de Enfermedades (Centers for Disease Control-CDC).

Los distintos tipos de garrapatas de los Estados Unidos. Del Club de Perros de Pennsylvania County.

Esta garrapata fósil no era diferente: estaba llena de sangre de su última comida. Los autores usaron microscopios de alta potencia para examinar a la garrapata y encontraron que tenía 2 perforaciones en su espalda, de donde salió un poco de la sangre.

Figura 1 del artículo mostrando el fósil garrapata. Las flechas indican a las perforaciones en su espalda.

A causa de las perforaciones, el ámbar preservó la sangre perfectamente y mostró algo escondido entre las células de sangre – ¡unos parásitos microscópicos! El ámbar manchó las células de sangre y los parásitos de distintos colores, haciéndolos más fácilmente distinguibles debajo de un microscopio.

Figura 3 del artículo mostrando las células de sangre en círculos transparantes y las células parásitas en circulos oscuros (con flechas). La barra de escala tiene 20 micrometros de largo.

Ellos le dieron a esta nueva especie el nombre de Paleohaimatus calabresi (“sangre anciana” y “Calabrese” en honor de la persona que les dió el fósil). Comparándolo con los parásitos modernos transmitidos por las garrapatas, los autores identificaron al parásito fósil como más cercano en tamaño y morfología al género moderno Babesia, un grupo de parásitos conocido por ser transmitido por las garrapatas. Estos parásitos comen los interiores jugosos de las células de la sangre y tienen diferentes morfologías de acuerdo a la parte de su ciclo de vida en que están. También infectan los intestinos de las garrapatas.

Los autores también examinaron las células de sangre sanas. Las células rojas de sangre tienen casi la forma de una dona y no tienen núcleo. Estas células tienen hemoglobina, una proteína que lleva oxígeno a las células del cuerpo. En los mamíferos, las células rojas de sangre tienen diferentes tamaños en distintas especies, así que midiendo las células, los autores pudieron confirmar que la garrapata chupó la sangre de un mamífero y que mamífero fue! De los tres tipos de mamíferos con un diámetro de células rojas de 6.9-7.3 micrómetros (los primates, los caninos y los lagomorfos), sólo los primates estaban en la República Dominicana en el momento en cual se fosilizó esta garrapata.

Los monos Cebus apella aseando uno al otro.

Los primates se limpian el uno al otro y algunos viven en los árboles, así que es probable que esta garrapata se estuviera alimentando de un primate, fue encontrada cuando este primate estaba siendo aseado por otro, fue recogida y botada, cayó en un árbol y quedó atrapada en la savia. Un día triste para la garrapata, pero un evento feliz para los paleontólogos.

Parasites and Primates

This week, a [study] was published that described a new amber fossil from the Dominican Republic, dated to 45-15 million years ago. The amber contained a tick. Ticks are small arachnids (like spiders, scorpions, mites, and other 8-legged invertebrates) and are responsible for latching on to mammals, sucking their blood, and potentially (and quite frequently) spreading diseases. In the US, ticks are known for spreading Lyme Disease, Rocky Mountain Spotted Fever, and about a dozen other infections according to the Centers for Disease Control (CDC).

Different types of ticks in the US. From Pennsylvania County Dog Club.

This fossil tick was no different: it was filled with blood from its last meal. The authors used high powered microscopes to examine the tick and found that it had 2 puncture marks in its back, through which some of the blood spilled.

Figure 1 from the paper showing the fossil tick. The arrows indicate the puncture locations.

Because of the openings, the amber preserved the blood perfectly and showed something hidden amongst the blood cells – microscopic parasites! The amber stained the blood cells and the parasites different colors, making them easily distinguishable under the microscope.

Figure 3 from the paper showing the blood cells as clear circles and parasitic cells as dark circles (with arrows). Scale bar is 20 micrometers.

They named this new species Paleohaimatus calabresi (“ancient blood” and “Calabrese” after the person who provided the fossil). Comparing it to modern tick-borne parasites, the authors identified the fossil parasite to be closest in size and shape to the modern Babesia genus, a known group of tick-borne parasites. These parasites feed off the juicy insides of blood cells, and have different shapes based on which part of their life cycle they’re in. They also infect the guts of the tick.

The authors also examined the healthy blood cells. Red blood cells are almost donut shaped and have no nucleus. They contain hemoglobin, which is a protein that transports oxygen to cells around the body. In mammals, the red blood cells are different sizes in different species, so by measuring the cells, the authors were able to confirm that the tick fed from a mammal, and what kind of mammal it was. Of the three types of mammals with red blood cell diameters of 6.9-7.3 micrometer (primates, canines, and lagomorphs), only primates were in the Dominican Republic at the time this tick was fossilized.

Cebus apella grooming each other.

Primates groom each other and some live in trees, so it is likely that this tick was feeding on a primate, was found while being groomed by another primate, was picked off, and tossed away, landing on a tree and getting trapped in the sap. A sad day for the tick, but a happy event for paleontologists to find.

Un Barril Lleno de Parientes de los Monos

Los primates son un grupo de mamíferos que se distinguen por tener cerebros grandes, visión binocular, pulgares oponibles y colas prensiles (colas que pueden agarrar cosas). Nosotros, los humanos, somos primates. Los primates están divididos en dos grandes grupos: los estrepsirrinos (lémures, loris, y otros animales) and los haplorhinos (tarseros, monos, gibones, orangutanes, gorilas, chimpancés, y los humanos).

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El árbol evolucionario de los primates. (Imágenes de Wikipedia, y yo!)

Te diste cuenta que dije que este grupo de primates tiene colas prensiles. Quizás te estés mirando el traste y has notado que no tienes una cola. Tristemente, nuestras colas prensiles (MIREN LA NOTA ABAJO) desaparecieron cuando comenzamos a vivir más en el suelo que en los árboles. Todos los primates que no tienen colas forman parte de un grupo llamado los Hominoides.

ape diversity

La diversidad de los hominoides (no incluyendo a los humanos).

Ahora deja de mirarte el traste porque en Mayo (2016) se publicó un [artículo] que habla de unos primates extinguidos de China. Primero, quiero aclarar que los autores fueron al campo y pasaron días (y tal vez semanas!) excavando estos fósiles ellos mismos usando una técnica llamada pantalla de lavado. Para usar esta técnica, tomas palas llenas de piedras y lodo a los que pasas por un tamiz de malla fina. Movés el tamiz de un lado para otro para que los sedimentos más chicos atraviesen la malla, dejando las piezas más grandes sobre la malla. Esta técnica te ayuda a encontrar fósiles muy chicos (como dientes de primates) usando mallas cada vez más y más finas a medida que los sedimentos se van separando.

screen washing

La técnica de pantalla de lavado. (Del Smithsonian Museo de Historia Natural).

Los autores del artículo estuvieron en Yunnan, China, donde los sedimentos son de la Transición del Eoceno-Oligoceno (TEO), alrededor de 34 millones de años atrás. En el período TEO  la Tierra comenzó a enfriarse. En Asia en aquel tiempo, un mar se estaba achicando, las Himalayas estaban creciendo, y el mar del Sur de China se estaba abriendo. Muchos cambios, grandes cambios.

Yunnan, china

Mapa de Yunnan, China. (De Wikipedia)

Los autores del artículo encontraron 6 especies nuevas de primates en esos sedimentos! Cuatro eran estrepsirrinos y dos eran haplorhinos. Usando estas nuevas especies, encontraron que los estrepsirrinos sobrevivieron mejor en Asia los cambios climáticos del período TEO, y que los haplorhinos sobrevivieron mejor en África. Esta diferencia preparó el escenario por el resto de la evolución de los primates. África fue el lugar de origen de los hominoides, y Asia continuó siendo la casa de los estrepsirrinos.

Fig1

Figura 1 del artículo mostrando los dientes para cada uno de las nuevas especies.

NOTA: J. Scott, paleoantropóloga, me hizo notar que colas prensiles se perdieron en los monos del viejo mundo, así que nosotros como Hominoides nunca habríamos tenido colas prensiles. Sin embargo, podríamos haber tenido colas si no se habían perdido en nuestro grupo.

A Barrel Full of Monkey-Relatives

Primates are a group of mammals that are defined by having large brains, binocular vision, opposable thumbs, and prehensile tails (tails that can grasp). We, humans, are primates. Primates are divided in to two main groups: strepsirrhines (lemurs, lorises, and others) and haplorhines (tarsiers, monkeys, gibbons, orangutans, gorillas, chimpanzees, and humans).

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The primate evolutionary tree. (Primate images from Wikipedia, and me!)

You’ll notice that I said the group has prehensile tails. Maybe you’re looking at your butt and notice that there isn’t a tail. Sadly, our prehensile tails (SEE NOTE BELOW) went away when we started living mostly on the ground instead of in the trees. All of the primates that have no tails are grouped together and called Apes or Hominoids.

ape diversity

The diversity of Apes (not including humans).

Now stop looking at your butt because a new [paper] came out in May (2016) that talks about some extinct primates from China. Firstly, I want to point out that the authors went to the field and spent days (maybe even weeks!) excavating these fossils out themselves using a technique called screen-washing. To do this, you take shovel-fulls of rock and dirt and pile it onto a thin mesh screen. You jiggle the screen back and forth to get the smaller particles to fall through the mesh, leaving bigger stuff on top of it. This technique allows you to find really small fossils (like primate teeth) by using smaller and smaller mesh as you separate out the bits.

screen washing

Screen washing technique. (From Smithsonian Natural History Museum).

The authors were in Yunnan, China, where sediments from the Eocene-Oligocene Transition (EOT), around 34 million years ago, were preserved. The EOT is a time when the Earth was starting to cool. In Asia at that time, a sea was retreating off the continent, the Himalayas were growing, and the South China Sea was opening. Lots of big changes.

Yunnan, china

Map of Yunnan, China. (From Wikipedia)

The authors found 6 new species of primate in these sediments! Four of them are strepsirrhines and two of them are haplorhines. Using these new species, they found that the strepsirrhines survived the climatic changes of the EOT better in Asia, and that the haplorhines survived better in Africa. This difference in the EOT set the stage for the rest of primate evolution. Africa became the origin for hominoids, and Asia continued to house the strepsirrhines.

Fig1

Figure 1 from the paper showing the teeth for each new primate species.

NOTE: J. Scott, paleoanthropologist, pointed out to me that prehensile tails are actually lost in old world monkeys, so we as Hominoids would not have had prehensile tails. However, we might have had tails if they hadn’t been lost in our group.