«Δεν έχω ξαναδεί κάτι παρόμοιο» – Ασυνήθιστο απολίθωμα 550 εκατομμυρίων ετών λύνει το παράδοξο των απολιθωμάτων

Η έρευνα παρέχει νέες γνώσεις για την πρώιμη εξέλιξη των ζώων.

Ερευνητές με επικεφαλής τον Shuhai Xiao στο Virginia Tech ανακάλυψαν ένα απολίθωμα θαλάσσιου σφουγγαριού 550 εκατομμυρίων ετών, υπογραμμίζοντας ένα κενό 160 εκατομμυρίων ετών στο αρχείο απολιθωμάτων. Αυτό το απολίθωμα, το οποίο υποδηλώνει ότι τα πρώιμα σφουγγάρια δεν είχαν ορυκτούς σκελετούς, παρέχει νέες ιδέες για την εξέλιξη ενός από τα παλαιότερα ζώα και επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο οι παλαιοντολόγοι αναζητούν αρχαίους σπόγγους.

Με την πρώτη ματιά, το απλό θαλάσσιο σφουγγάρι δεν φαίνεται σαν ένα μυστηριώδες πλάσμα. Αμυαλος. Χωρίς έντερα. Κανένα πρόβλημα με αυτό που χρονολογείται πριν από 700 εκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, τα πειστικά απολιθώματα σφουγγαριών χρονολογούνται μόλις πριν από περίπου 540 εκατομμύρια χρόνια, αφήνοντας ένα κενό 160 εκατομμυρίων ετών στο αρχείο απολιθωμάτων.

Σε ένα άρθρο που δημοσιεύτηκε στις 5 Ιουνίου στο περιοδικό φύσηΟ γεωβιολόγος της Βιρτζίνια Tech Shuhai Xiao και οι συνεργάτες του ανέφεραν για ένα θαλάσσιο σφουγγάρι 550 εκατομμυρίων ετών «χαμένων ετών» και πρότειναν ότι ακόμη και παλαιότερα θαλάσσια σφουγγάρια δεν είχαν ακόμη εξελίξει ορυκτούς σκελετούς, παρέχοντας νέα κριτήρια για την αναζήτηση χαμένων απολιθωμάτων.

Το μυστήριο της εξαφάνισης των θαλάσσιων σφουγγαριών περιστρέφεται γύρω από ένα παράδοξο. Οι εκτιμήσεις του μοριακού ρολογιού, που περιλαμβάνουν τη μέτρηση του αριθμού των γενετικών μεταλλάξεων που συσσωρεύονται με την πάροδο του χρόνου, υποδηλώνουν ότι τα σφουγγάρια πρέπει να έχουν εξελιχθεί πριν από περίπου 700 εκατομμύρια χρόνια. Ωστόσο, δεν έχουν βρεθεί πειστικά απολιθώματα σφουγγαριών σε πετρώματα τόσο παλιά.

Για πολλά χρόνια, αυτό το μυστήριο ήταν αντικείμενο συζήτησης μεταξύ ζωολόγων και παλαιοντολόγων.

Αυτή η τελευταία ανακάλυψη συμπληρώνει το εξελικτικό γενεαλογικό δέντρο ενός από τα παλαιότερα ζώα, εξηγώντας την εμφανή απουσία τους στους αρχαίους βράχους και συνδέοντας τις τελείες με τις ερωτήσεις του Δαρβίνου για το πότε εξελίχθηκαν.

Η πρωτοποριακή ανακάλυψη του Xiao

Ο Xiao, που διορίστηκε πρόσφατα στην Εθνική Ακαδημία Επιστημών, είδε για πρώτη φορά το απολίθωμα πριν από πέντε χρόνια, όταν ένας συνεργάτης του έστειλε μια φωτογραφία ενός δείγματος που είχε ανασκαφεί κατά μήκος του ποταμού Yangtze στην Κίνα. «Δεν έχω ξαναδεί κάτι τέτοιο», είπε ο Xiao, μέλος ΔΕΠ στο Κολέγιο Επιστημών. «Σχεδόν αμέσως, συνειδητοποίησα ότι ήταν κάτι καινούργιο».

Ο Xiao και οι συνάδελφοί του από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και το Ινστιτούτο Γεωλογίας και Παλαιοντολογίας της Ναντζίνγκ άρχισαν να αποκλείουν τις πιθανότητες μία προς μία: χωρίς θαλάσσιο squirt, χωρίς θαλάσσια ανεμώνη, χωρίς κοράλλια. Θα μπορούσε να είναι ένα άπιαστο αρχαίο θαλάσσιο σφουγγάρι, αναρωτήθηκαν;

Ο Shuhai Xiao, γεωβιολόγος στο Virginia Tech, και οι συνάδελφοί του ανέφεραν ένα απολίθωμα θαλάσσιου σφουγγαριού 550 εκατομμυρίων ετών, που γεμίζει ένα κενό στο εξελικτικό γενεαλογικό δέντρο ενός από τα παλαιότερα ζώα. Φωτογραφία από τον Spencer Coppage για το Virginia Tech. Πίστωση: Spencer Coppage για το Virginia Tech

Σε προηγούμενη μελέτη που δημοσιεύθηκε το 2019, Ο Xiao και η ομάδα του πρότειναν Τα πρώτα σφουγγάρια δεν άφησαν απολιθώματα επειδή δεν εξέλιξαν την ικανότητα να δημιουργήσουν τις σκληρές, βελονοειδείς δομές, γνωστές ως spicules, που χαρακτηρίζουν τα θαλάσσια σφουγγάρια σήμερα.

Μέλη της ομάδας του Xiao εντόπισαν την εξέλιξη των σφουγγαριών μέσα από το αρχείο απολιθωμάτων. Καθώς γυρνούσαν πίσω στο χρόνο, τα στόμια του σφουγγαριού έγιναν πιο οργανικά σε σύνθεση και λιγότερο μεταλλοποιημένα.

«Εάν κάνετε παρέκταση, τα πρώτα πλάσματα ήταν πιθανώς πλάσματα με μαλακό σώμα με εντελώς οργανικούς σκελετούς και καθόλου μέταλλα», είπε ο Xiao. «Εάν αυτό είναι αλήθεια, θα μπορούσαν να επιβιώσουν από την απολίθωση μόνο κάτω από πολύ ειδικές συνθήκες όπου η ταχεία απολίθωση υπερισχύει της αποσύνθεσης».

Αργότερα, το 2019, η διεθνής ερευνητική ομάδα του Xiao βρήκε ένα απολίθωμα σφουγγαριού που διατηρείται σε τέτοιες συνθήκες: ένα λεπτό στρώμα θαλάσσιου ανθρακικού βράχου που είναι γνωστό ότι διατηρεί μια αφθονία ζώων με μαλακό σώμα, συμπεριλαμβανομένων ορισμένων μικροοργανισμών. Τα γηραιότερα κινητά ζώα.

«Τις περισσότερες φορές, αυτός ο τύπος απολιθωμάτων χάνεται στο αρχείο απολιθωμάτων», είπε ο Xiao. «Η νέα ανακάλυψη παρέχει ένα παράθυρο στα πρώιμα ζώα προτού εξελιχθούν σε στερεά μέρη».

Νέα ανακάλυψη απολιθωμάτων και οι επιπτώσεις της

Η επιφάνεια του νέου απολιθώματος σφουγγαριού είναι γεμάτη με μια σύνθετη σειρά από κανονικά κουτιά, το καθένα χωρισμένο σε μικρότερα, πανομοιότυπα κουτιά.

«Αυτό το συγκεκριμένο μοτίβο υποδηλώνει ότι τα απολιθωμένα θαλάσσια σφουγγάρια μας σχετίζονται στενότερα με ένα συγκεκριμένο είδος Ταξινόμηση «Είναι φτιαγμένο από γυάλινο σφουγγάρι», είπε ο Xiaoping Wang, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Γεωλογίας και Παλαιοντολογίας της Ναντζίνγκ και στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ.

Μια άλλη απροσδόκητη πτυχή του νέου απολιθώματος σφουγγαριού είναι το μέγεθός του. «Όταν έψαχνα για πρώιμα απολιθώματα σφουγγαριών, περίμενα να είναι πολύ μικρά», είπε ο συνεργάτης Alex Liu από το Πανεπιστήμιο του Cambridge. «Το νέο απολίθωμα έχει μήκος περίπου 15 ίντσες με ένα σχετικά περίπλοκο κωνικό σχέδιο σώματος, το οποίο αμφισβητεί πολλές από τις προσδοκίες μας σχετικά με την εμφάνιση των πρώιμων σφουγγαριών».

Ενώ το απολίθωμα γεμίζει μερικά χρόνια που λείπουν, παρέχει επίσης στους ερευνητές σημαντική καθοδήγηση για το πώς να ψάξουν για αυτά τα απολιθώματα – κάτι που ελπίζουμε ότι θα διευρύνει την κατανόηση της πρώιμης εξέλιξης των μεταγενέστερων ζώων.

«Η ανακάλυψη υποδηλώνει ότι τα πρώτα σφουγγάρια μπορεί να ήταν σπογγώδη αλλά όχι υαλώδη», είπε ο Xiao. «Τώρα γνωρίζουμε ότι πρέπει να διευρύνουμε την άποψή μας όταν ψάχνουμε για πρώιμα σφουγγάρια».

Αναφορά: «A Sponge Fauna from the Late Ediacaran Crown Group» των Xiaoping Wang, Alexander J. Liu, Zhi Chen, Chengxi Wu, Yarong Liu, Bin Wan, Qi Pang, Quanming Zhou, Shunlai Yuan και Shuhai Xiao, 5 Ιουνίου 2024, φύση.
DOI: 10.1038/s41586-024-07520-y