500 miliónov rokov staré fosílie riešia stáročnú hádanku vo vývoji života na Zemi

Vedci konečne vyriešili stáročnú hádanku vo vývoji života na Zemi a odhalili, ako vyzerali prvé zvieratá, ktoré stavali kostry. Tento objav umožnila mimoriadne dobre zachovaná zbierka fosílií objavená vo východnej provincii Yunnan v Číne. Výsledky výskumu zverejnili 2. novembra vo vedeckom časopise. Zborník Kráľovskej spoločnosti B,

Počas udalosti nazvanej kambrická explózia, asi pred 550 – 520 miliónmi rokov, sa vo fosílnom zázname náhle objavia prvé zvieratá, ktoré si vytvorili tuhú a silnú kostru, a to v mihnutia oka. Mnohé z týchto skorých fosílií sú jednoduché duté trubice s dĺžkou od niekoľkých milimetrov do niekoľkých centimetrov. Avšak, aký druh zvierat tvorili tieto kostry, bolo takmer úplne neznáme, pretože im chýba zachovanie mäkkých častí potrebných na to, aby patrili k hlavným skupinám zvierat, ktoré dnes prežívajú.

Fosílny exemplár (vľavo) a diagram (vpravo) Gangtokunia aspera zachováva mäkké tkanivo vrátane čreva a chápadiel. Poďakovanie: Luke Perry a Guangshu Zhang

štyri vzorky gangtoukunnia aspera Mäkké tkanivo vrátane čreva a ústnej dutiny je v novej zbierke 514 miliónov rokov starých fosílií stále neporušené. To naznačuje, že ústa tohto druhu boli obklopené prstencom hladkých, nerozvetvených chápadiel dlhých asi 5 mm (0,2 palca). Je pravdepodobné, že sa používali na bodnutie a zachytenie koristi, ako sú malé článkonožce. Dokazujú to aj fosílie gangtoukuniya Bolo tam slepé črevo (otvorené len na jednom konci), rozdelené na vnútorné dutiny, ktoré vypĺňali dĺžku trubice.

Tieto znaky sa dnes nachádzajú len u moderných medúz, sasaniek a ich blízkych príbuzných (známych ako cnidarians), ktorých mäkké časti sú vo fosílnych záznamoch extrémne zriedkavé. Štúdia naznačuje, že tieto jednoduché zvieratá boli medzi prvými, ktorí vytvorili tuhé kostry, ktoré tvoria väčšinu známych fosílnych záznamov.

Podľa výskumníkov, gangtoukuniya Moderné scyphozoans by pripomínali polypy medúzy s tuhou trubicovou štruktúrou pripevnenou k podkladu. Ústa chápadla by boli vysunuté mimo trubice, ale mohli byť zatiahnuté dovnútra trubice, aby sa zabránilo predátorom. Na rozdiel od živých medúzových polypov však trubica z gangtoukuniya Vápnik bol vyrobený z fosfátu, tvrdého minerálu, ktorý tvorí naše zuby a kosti. Použitie tohto materiálu na výrobu kostier sa časom u zvierat stalo zriedkavým.

Detailná fotografia oblasti úst Gangtokuniya aspera ukazuje siete, ktoré mohli byť použité na zachytenie koristi. Poďakovanie: Luke Perry a Guangshu Zhang

Súvisiaci autor Dr. Luke Perry, Oddelenie vied o Zemi,[{“ attribute=““>University of Oxford, said: “This really is a one-in-million discovery. These mysterious tubes are often found in groups of hundreds of individuals, but until now they have been regarded as ‘problematic’ fossils, because we had no way of classifying them. Thanks to these extraordinary new specimens, a key piece of the evolutionary puzzle has been put firmly in place.”

The new specimens clearly demonstrate that Gangtoucunia was not related to annelid worms (earthworms, polychaetes and their relatives) as had been previously suggested for similar fossils. It is now clear that Gangtoucunia’s body had a smooth exterior and a gut partitioned longitudinally, whereas annelids have segmented bodies with transverse partitioning of the body.

The fossil was found at a site in the Gaoloufang section in Kunming, eastern Yunnan Province, China. Here, anaerobic (oxygen-poor) conditions limit the presence of bacteria that normally degrade soft tissues in fossils.

Fossil specimen of Gangtoucunia aspera preserving soft tissues, including the gut and tentacles (left and middle). The drawing at the right illustrates the visible anatomical features in the fossil specimens. Credit: Luke Parry and Guangxu Zhang

PhD student Guangxu Zhang, who collected and discovered the specimens, said: “The first time I discovered the pink soft tissue on top of a Gangtoucunia tube, I was surprised and confused about what they were. In the following month, I found three more specimens with soft tissue preservation, which was very exciting and made me rethink the affinity of Gangtoucunia. The soft tissue of Gangtoucunia, particularly the tentacles, reveals that it is certainly not a priapulid-like worm as previous studies suggested, but more like a coral, and then I realised that it is a cnidarian.”

Although the fossil clearly shows that Gangtoucunia was a primitive jellyfish, this doesn’t rule out the possibility that other early tube-fossil species looked very different. From Cambrian rocks in Yunnan province, the research team has previously found well-preserved tube fossils that could be identified as priapulids (marine worms), lobopodians (worms with paired legs, closely related to arthropods today), and annelids.

Co-corresponding author Xiaoya Ma (Yunnan University and University of Exeter) said: “A tubicolous mode of life seems to have become increasingly common in the Cambrian, which might be an adaptive response to increasing predation pressure in the early Cambrian. This study demonstrates that exceptional soft-tissue preservation is crucial for us to understand these ancient animals.”

Reference: “Exceptional soft tissue preservation reveals a cnidarian affinity for a Cambrian phosphatic tubicolous enigma” by Guangxu Zhang, Luke A. Parry, Jakob Vinther and Xiaoya Ma, 2 November 2022, Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences.
DOI: 10.1098/rspb.2022.1623