Vyhynuté tvory zapĺňajú záhadnú medzeru vo fosílnych záznamoch

Výskum odhalil, že Yunnanzoans sú najstaršími známymi kmeňovými stavovcami.

Nové nálezy odpovedajú na otázky vo fosílnych záznamoch.

Záhadné rozdiely vo fosílnych záznamoch, ktoré by vysvetľovali evolúciu stavovcov od bezstavovcov, vedcov už dlho mátajú. zdieľajú jedinečné črty, ako je chrbtica a lebka, a zahŕňajú ryby, obojživelníky, plazy, vtáky, cicavce a ľudí. Na druhej strane bezstavovce sú zvieratá bez chrbtovej kosti.

Evolučný proces, ktorý viedol k tomu, že sa z bezstavovcov stali stavovce – a ako prvé stavovce vyzerali – bol pre vedcov po stáročia záhadou.

Tím vedcov teraz študoval Yunnanzoanov, vyhynuté organizmy z raného kambrického obdobia (pred 518 miliónmi rokov), a našiel dôkaz, že ide o najstaršie známe kmeňové stavovce. Kmeňové stavovce je termín, ktorý označuje stavovce, ktoré vyhynuli, no veľmi úzko súvisia so živými stavovcami.

Vedci z Nanjingského inštitútu geológie a paleontológie, Čínskej akadémie vied a Nanjingskej univerzity zverejnili svoje zistenia 7. júla 2022 v časopise Science. veda,

Kmeňové stavovce Yunnanzoan. kredit: Fangchen Zhao

Po celé roky, keď výskumníci študovali, ako sa stavovce vyvíjali, hlavným zameraním výskumu bol hltanový oblúk. Sú to štruktúry, ktoré vytvárajú časti tváre a krku, ako sú svaly, kosti a spojivové tkanivo. Vedci predpokladali, že hltanový oblúk sa vyvinul z kĺbovej chrupavkovej tyčinky u predkov stavovcov, ako je strunatec amphioxus, blízky bezstavovcový príbuzný stavovcov. Či však takáto anatómia skutočne existovala u dávnych predkov, nie je s určitosťou známe.

V snahe lepšie pochopiť úlohu hltanového oblúka u starých stavovcov výskumný tím študoval fosílie Yunnanzoanov s mäkkým telom nájdených v provincii Yunnan v Číne. Roky výskumníci študovali Yunnanzoany s rôznymi závermi o tom, ako interpretovať anatómiu organizmu. O spriaznenosti Yunnanzoanov sa diskutuje už takmer tri desaťročia, pričom bolo publikovaných niekoľko článkov s rôznymi názormi, vrátane štyroch. Príroda A veda,

Výskumný tím vykonal štrukturálnu a ultraštrukturálnu štúdiu s vysokým rozlíšením, aby preskúmal novo zozbierané fosílne vzorky Yunnanzoan predtým nepreskúmanými spôsobmi. 127 vzoriek, ktoré študovali, obsahovalo dobre zachované uhlíkaté zvyšky, ktoré umožnili tímu vykonávať ultraštrukturálne pozorovania a podrobné geochemické analýzy.

Tím použil na fosílne vzorky röntgenovú mikrotomografiu, skenovaciu elektrónovú mikroskopiu, transmisnú elektrónovú mikroskopiu, Ramanovu spektrometriu, infračervenú spektroskopiu s Fourierovou transformáciou a energeticky disperznú röntgenovú spektroskopiu. Ich štúdia niekoľkými spôsobmi potvrdila, že hltan eunuchnozoanov obsahoval bunkovú chrupavku, čo je vlastnosť, o ktorej sa predpokladá, že je špecifická pre stavovce. Zistenia tímu podporujú, že Yunnanzoans sú kmeňové stavovce. Výsledky ich štúdie naznačujú, že Yunnanzoans sú najskoršími a tiež najprimitívnejšími príbuznými stavovcov z korunovej skupiny.

Počas svojej štúdie tím zistil, že všetkých sedem hltanových oblúkov vo fosíliách Yunnanzoa je veľmi podobných. Všetky oblúky majú bambusové časti a vlákna. Susedné oblúky sú všetky spojené dorzálnymi a ventrálnymi horizontálnymi tyčami, ktoré tvoria kôš. Kôšovitý hltanový skelet je znak, ktorý sa dnes vyskytuje u živých rýb, ako sú mihule a hagfish.

„Dva typy hltanovej kostry – košíkovité a odlišné typy – sa vyskytujú u kambrických a živých stavovcov. To znamená, že forma hltanovej kostry má zložitejšiu ranú evolučnú históriu, než sa pôvodne predpokladalo,“ uviedla štúdia University of Nanjing and Nanjing. prvý autor Tian Qingyi z Ústavu geológie a paleontológie Čínskej akadémie vied.

Ich výskum dal tímu nové poznatky o detailných štruktúrach hltanového oblúka. Nové anatomické pozorovania, ktoré tím dosiahol vo svojej štúdii, podporujú evolučné miesto Yunnanzoan v samom jadre stromu života stavovcov.

Odkaz: „Ultraštruktúra odhaľuje hltanovú kostru predkov stavovcov v Yunnanzoans“ od Qingyi Tian, ​​​​Fangchen Zhao, Han Zeng, Maoyan Zhu a Baoyu Jiang, 7. júla 2022, veda,
DOI: 10.1126/science.abm2708

Výskumný tím zahŕňa Qingyi Tian z Nanjingskej univerzity (NJU) a Nanjingského inštitútu geológie a paleontológie Čínskej akadémie vied (NIGPAS); Fangchen Zhao a Han Zeng z NIGPAS; Maoyan Zhu z NIGPAS a Čínskej akadémie vied Univerzity; a Baoyu Jiang z NJU.

Výskumný program strategických priorít (B) Čínskej akadémie vied a Čínskej národnej vedeckej nadácie financovali tento výskum.