Απολιθώματα 500 εκατομμυρίων ετών λύνουν ένα μυστήριο αιώνων στην εξέλιξη της ζωής στη Γη

Οι επιστήμονες κατάφεραν επιτέλους να λύσουν ένα μυστήριο αιώνων στην εξέλιξη της ζωής στη Γη, αποκαλύπτοντας πώς έμοιαζαν τα πρώτα ζώα που έφτιαξαν σκελετούς. Αυτή η ανακάλυψη έγινε δυνατή από την εξαιρετικά καλά διατηρημένη συλλογή απολιθωμάτων που ανακαλύφθηκαν στην ανατολική επαρχία Γιουνάν της Κίνας. Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στις 2 Νοεμβρίου στο επιστημονικό περιοδικό Πρακτικά της Βασιλικής Εταιρείας Β.

Κατά τη διάρκεια ενός γεγονότος που ονομάζεται Cambrian Explosion περίπου πριν από 550-520 εκατομμύρια χρόνια, τα πρώτα ζώα που κατασκεύασαν σκληρούς, δυνατούς σκελετούς εμφανίστηκαν ξαφνικά στο αρχείο απολιθωμάτων εν ριπή γεωλογικού οφθαλμού. Πολλά από αυτά τα πρώιμα απολιθώματα είναι απλοί κοίλοι σωλήνες που κυμαίνονται σε μήκος από μερικά χιλιοστά έως αρκετά εκατοστά. Ωστόσο, ο τύπος του ζώου που κατασκεύασε αυτούς τους σκελετούς ήταν σχεδόν εντελώς άγνωστος, καθώς δεν έχουν τη διατήρηση των μαλακών τμημάτων που απαιτούνται για να αναγνωριστούν ότι ανήκουν σε μεγάλες ομάδες ζώων που ζουν ακόμη σήμερα.

Το απολιθωμένο δείγμα (αριστερά) και το σχηματικό διάγραμμα (δεξιά) των μαλακών ιστών του Gangtoconia aspera διατηρήθηκαν, συμπεριλαμβανομένων των εντέρων και των πλοκαμιών. Πίστωση: Luke Parry και Guangxu Zhang

Τέσσερα δείγματα από Gangtokonya aspera Με τους μαλακούς ιστούς ακόμη ανέπαφους, συμπεριλαμβανομένων των εντέρων και των τμημάτων του στόματος, συμπεριλήφθηκε στη νέα ομάδα των 514 εκατομμυρίων ετών απολιθωμάτων. Αυτά αποκαλύπτουν ότι αυτό το είδος είχε ένα στόμα που περιβαλλόταν από έναν δακτύλιο λείων, μη διακλαδισμένων νυχιών μήκους περίπου 5 mm (0,2 in). Είναι πιθανό ότι αυτά χρησιμοποιήθηκαν για το τσίμπημα και τη σύλληψη θηραμάτων, όπως τα μικρά αρθρόποδα. Το δείχνουν και οι ανασκαφές Γκανγκτοκούνια Είχε ένα τυφλό έντερο (ανοιχτό μόνο στο ένα άκρο), χωρισμένο σε εσωτερικές κοιλότητες, γεμίζοντας όλο το μήκος του σωλήνα.

Αυτά τα χαρακτηριστικά απαντώνται μόνο σήμερα στις σύγχρονες μέδουσες, τις ανεμώνες και τους συγγενείς τους (γνωστούς ως cnidarians), οργανισμούς των οποίων τα μαλακά μέρη είναι εξαιρετικά σπάνια στο αρχείο απολιθωμάτων. Η μελέτη έδειξε ότι αυτά τα απλά ζώα ήταν από τα πρώτα που κατασκεύασαν συμπαγείς σκελετούς που αποτελούν μεγάλο μέρος του γνωστού αρχείου απολιθωμάτων.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, Γκανγκτοκούνια Θα έμοιαζε με μια σύγχρονη σκυφοζωική μέδουσα, με μια άκαμπτη σωληνοειδή δομή στερεωμένη σε ένα βασικό υπόστρωμα. Το στόμα του πλοκαμιού εκτεινόταν έξω από το σωλήνα, αλλά θα μπορούσε να έχει αποσυρθεί μέσα στον σωλήνα για να αποφευχθούν τα αρπακτικά. Σε αντίθεση με τους πολύποδες της ζωντανής μέδουσας, ο σωλήνας Γκανγκτοκούνια Φτιαγμένο από φωσφορικό ασβέστιο, ένα σκληρό μέταλλο που συνθέτει τα δόντια και τα οστά μας. Η χρήση αυτών των υλικών για την κατασκευή σκελετών έχει γίνει πιο σπάνια μεταξύ των ζώων με την πάροδο του χρόνου.

Μια κοντινή άποψη του στόματος του Aspera Tuconia της Συμμορίας που δείχνει τα πλοκάμια που θα μπορούσαν να είχαν χρησιμοποιηθεί για να πιάσουν θήραμα. Πίστωση: Luke Parry και Guangxu Zhang

Η ανταποκρίτρια συγγραφέας Δρ. Luke Barry, Τμήμα Επιστημών της Γης,[{” 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