“Δεν μπορούσα να πιστέψω αυτό που έβλεπα” – ανακαλύπτοντας το κομμάτι του παζλ της εξέλιξης που λείπει σε βράχους 130 εκατομμυρίων ετών

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν το κομμάτι του εξελικτικού παζλ που λείπει σε βράχους 130 εκατομμυρίων ετών. Αυτή η ανακάλυψη έρχεται ως αποτέλεσμα διεθνούς συνεργασίας Σχολή Επιστημών, Πανεπιστήμιο της Λισαβόνας (Πορτογαλία) εμπλέκεται.

παρ’όλο που Σπονδυλωτά Ως κυρίαρχο συστατικό των σύγχρονων οικοσυστημάτων βαθέων υδάτων, δεν υπάρχουν απολιθώματα για ψάρια βαθέων υδάτων ηλικίας άνω των 50 εκατομμυρίων ετών. Τώρα, η πρόσφατη ανακάλυψη εξαιρετικά σπάνιων απολιθωμάτων παρέχει τα παλαιότερα γνωστά στοιχεία για ψάρια βαθέων υδάτων. Αυτό ωθεί το χρονοδιάγραμμα για τον αποικισμό βαθέων υδάτων πίσω κατά 80 εκατομμύρια χρόνια.

Τα αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν πρόσφατα στο περιοδικό Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών.

«Όταν πρωτοβρήκα τα απολιθώματα, δεν μπορούσα να πιστέψω αυτό που έβλεπα», λέει ο παλαιοντολόγος Andrea Bacon, επικεφαλής αυτής της μελέτης και ερευνητής στο Πανεπιστήμιο της Γένοβας (Ιταλία). Ήταν αυτός που ανακάλυψε απολιθώματα ψαριών στα βορειοδυτικά Απέννινα, κοντά στην Πιατσέντσα, τη Μόντενα και το Λιβόρνο (Ιταλία).

Το μπαρμπούνι δημιουργεί μια τρύπα τροφοδοσίας στον ρηχό βυθό της θάλασσας της Λιγουρίας. Η νέα μελέτη αναφέρει πανομοιότυπες δομές από κρητιδικά ιζήματα στα βόρεια Απέννινα της Ιταλίας. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι λάκκοι τροφοδοσίας απολιθωμάτων είναι η παλαιότερη απόδειξη σπονδυλωτών βαθέων υδάτων. Credit: Andrea Bacon

Ο λόγος για αυτή την έκπληξη είναι η μακρινή ηλικία των απολιθωμάτων, η οποία προηγείται κάθε άλλης απόδειξης ύπαρξης ψαριών βαθέων υδάτων κατά ένα εκατομμύριο χρόνια. Τα απολιθώματα που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα χρονολογούνται από την Πρώιμη Εποχή Κρητιδική περίοδος (πριν από 130 εκατομμύρια χρόνια). «Τα νέα απολιθώματα δείχνουν δραστηριότητα ψαριών στον πυθμένα της θάλασσας που χρονολογείται από την εποχή των δεινοσαύρων, η οποία ήταν χιλιάδες μέτρα βάθος», προσθέτει ο Andrea Baucon.

Χρησιμοποιώντας φωτογραμμετρία, οι επιστήμονες παρείχαν έναν φωτοστολισμένο υψομετρικό χάρτη των κρατήρων και των μονοπατιών τροφοδοσίας των απολιθωμάτων. Αυτά τα στοιχεία αντιπροσωπεύουν τα παλαιότερα στοιχεία σπονδυλωτών βαθέων υδάτων. Πίστωση: Girolamo Lo Russo

Τα απολιθώματα που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα είναι σπάνια και ασυνήθιστα. Περιλαμβάνουν απολιθώματα σε σχήμα μπολ που παράγονται από αρχαία ψάρια που ταΐζαν, καθώς και το μονοπάτι με στροφές που σχηματίζεται από την ουρά του ψαριού που κολυμπάει, η οποία διασχίζει το λασπωμένο βυθό της θάλασσας. Αυτά τα αρχαιολογικά απολιθώματα δεν περιλαμβάνουν απολιθώματα σώματος όπως οστά ψαριών, αλλά καταγράφουν αρχαία συμπεριφορά. Ως εκ τούτου, τα απολιθώματα των Απεννίνων αντιπροσωπεύουν ένα κρίσιμο σημείο στο χώρο και το χρόνο. Είναι το σημείο στο οποίο τα ψάρια μετακινήθηκαν από την υφαλοκρηπίδα και αποίκησαν ένα νέο σκληρό περιβάλλον, που βρίσκεται μακριά από τον αρχικό τους βιότοπο.

Χιλιάδες μέτρα κάτω από την επιφάνεια του ωκεανού της Τηθύος – ένας αρχαίος ωκεανός που υπήρχε μεταξύ 250 και 50 εκατομμυρίων ετών και είναι πρόδρομος της σημερινής Μεσογείου Θάλασσας – τα παλαιότερα ψάρια βαθέων υδάτων αντιμετώπισαν σκληρές περιβαλλοντικές συνθήκες σε σύγκριση με τα ρηχά τους υδάτινες προελεύσεις. Το απόλυτο σκοτάδι, οι σχεδόν μηδενικές θερμοκρασίες και οι τεράστιες πιέσεις περιορίζουν την επιβίωση αυτών των αβυσσαλέων πρωτοπόρων.

Το βίντεο δείχνει μια χίμαιρα να κολυμπά πάνω από ιζήματα στην τάφρο Kermadec (βάθος: 1.544 μέτρα) και στη συνέχεια να βυθίζει το στόμα της στο ίζημα για να τραφεί. Στη νέα μελέτη, οι επιστήμονες μελέτησαν τη συμπεριφορά των σύγχρονων ψαριών για να κατανοήσουν συμπεριφορές που σχετίζονται με τα παλαιότερα απολιθώματα σπονδυλωτών βαθέων υδάτων. Συντελεστές: Thomas Linley, Alan Jamieson

Τέτοιες ακραίες συνθήκες απαιτούν προσαρμογές για τη ζωή στη βαθιά θάλασσα, εξελικτικές καινοτομίες εξίσου σημαντικές με αυτές που επέτρεψαν τον αποικισμό της γης και του αέρα, όπως π.χ. φτερά και άκρα.

Τα απολιθώματα που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα αντιπροσωπεύουν όχι μόνο τα παλαιότερα ψάρια βαθέων υδάτων, αλλά και τα παλαιότερα σπονδυλωτά βαθέων υδάτων. Η εξέλιξη των σπονδυλωτών – των κατακόρυφων ζώων – έχει στιγματιστεί από μετατοπίσεις οικοτόπων από ρηχές θαλάσσιες προελεύσεις σε χερσαία, εναέρια και βαθιά θαλάσσια περιβάλλοντα. Η εισβολή σε βαθιά θάλασσα είναι ο λιγότερο κατανοητός μετασχηματισμός οικοτόπου λόγω του χαμηλού δυναμικού απολιθώματος που σχετίζεται με τη βαθιά θάλασσα.

«Τα νέα απολιθώματα ρίχνουν φως σε ένα μυστηριώδες κεφάλαιο στην ιστορία της ζωής στη Γη», σχολιάζει ο Carlos Neto de Carvalho, ερευνητής στο Ινστιτούτο Dom Luiz, Σχολή Επιστημών του Πανεπιστημίου της Λισαβόνας (Ciências ULisboa) (Πορτογαλία).

Υψομετρικός χάρτης της πλάκας βράχου πάνω, διατηρώντας τα παλαιότερα στοιχεία σπονδυλωτών βαθέων υδάτων. Η χρωματική κωδικοποίηση σχετίζεται με το υψόμετρο, με θερμότερα χρώματα σε μεγαλύτερα υψόμετρα. Πίστωση: Girolamo Lo Russo

Τα απολιθώματα απεννίνης αναγκάζουν τους επιστήμονες να επανεξετάσουν τους παράγοντες που μπορεί να οδήγησαν στον αποικισμό της βαθιάς θάλασσας από σπονδυλωτά. Οι συγγραφείς προτείνουν ότι ο καταλύτης ήταν η άνευ προηγουμένου εισροή οργανικής ύλης που συνέβη μεταξύ της Ύστερης Παλαιολιθικής Jurassic Η Πρώιμη Κρητιδική περίοδος. Η διαθεσιμότητα τροφής στη βαθιά θάλασσα ενθαρρύνει τα σκουλήκια που κατοικούν στον βυθό, τα οποία με τη σειρά τους προσελκύουν ψάρια που χρησιμοποιούν συγκεκριμένες συμπεριφορές για να τα εκθέσουν σε αυτά.

Σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές στράφηκαν στις τρέχουσες θάλασσες για να κατανοήσουν τη συμπεριφορά των απολιθωμάτων και να μελετήσουν τη συμπεριφορά των σύγχρονων ψαριών στο περιβάλλον τους. Οι επιστήμονες έχουν εξερευνήσει τα βάθη του Ειρηνικού Ωκεανού για να μελετήσουν τις χίμαιρες, γνωστές και ως καρχαρίες φαντάσματα, στον βιότοπό τους.

Τα νέα απολιθώματα ταιριάζουν με δομές που παράγονται από σύγχρονα ψάρια που τρέφονται είτε ξύνοντας τον πυθμένα της θάλασσας είτε εκθέτοντας το θήραμα που κατοικεί στον βυθό με αναρρόφηση. Αυτό θυμίζει τους Neoteleostei, την ομάδα των σπονδυλωτών που περιλαμβάνει σύγχρονες ζελατίνες και ψάρια σαύρας.

Χίμαιρες που κολυμπούν πάνω από ιζήματα στην τάφρο Kermadec στον Ειρηνικό Ωκεανό (βάθος: 1544 m). Στη νέα μελέτη, οι επιστήμονες μελέτησαν τη συμπεριφορά των σύγχρονων ψαριών βαθέων υδάτων για να κατανοήσουν τον μηχανισμό σχηματισμού αρχαιολογικών απολιθωμάτων από την Κρητιδική περίοδο. Τα ευρήματα αποκαλύπτουν τα παλαιότερα στοιχεία σπονδυλωτών βαθέων υδάτων. Συντελεστές: Thomas Linley, Alan Jamieson

«Σε αντίθεση με τη δημοφιλή πεποίθηση, τα ιζήματα του βυθού της θάλασσας είναι γεμάτα απολιθώματα της αρχαίας ζωής, αλλά συνήθως από μικρούς οργανισμούς που ζουν ψηλότερα στη στήλη του νερού, όπως το φυτοπλαγκτόν ή το ζωοπλαγκτόν», εξηγεί ο Mario Cachao, συν-συγγραφέας αυτής της έρευνας. Σπούδασε και ερευνητής στο Ινστιτούτο Dom Luís, Ciências ULisboa.

«Ωστόσο, να ανακαλύψουμε και να ερμηνεύσουμε άμεσες ενδείξεις της οργανικής δραστηριότητας αποτυπωμένων και γεωλογικά διατηρημένων σπονδυλωτών σε τέτοιες αποθέσεις, αφού είχαν παραμορφωθεί και εκτεθεί τεκτονικά όπως η βόρεια οροσειρά των Απεννίνων, και τα οποία τοποθετήθηκαν ως επί το πλείστον κατά τους γεωλογικούς χρόνους του Μειόκαινου και του Πλιόκαινου – δηλαδή, σχεδόν από τότε που «πριν από 20 εκατομμύρια χρόνια, αυτό είναι ένα εξαιρετικά σπάνιο εύρημα».

Τα απολιθώματα που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα μπορεί να αντιπροσωπεύουν το πρώτο σημαντικό βήμα στην προέλευση της σύγχρονης βιοποικιλότητας των σπονδυλωτών βαθέων υδάτων. Τα σύγχρονα οικοσυστήματα βαθέων υδάτων έχουν τις ρίζες τους στα απολιθώματα των Απεννίνων, που υφίστανται μια σημαντική αλλαγή οικοτόπων στην ιστορία των ωκεανών. «Οι ανακαλύψεις απολιθωμάτων μας επανεκτιμούν την κατάσταση Ο ρυθμός του αποικισμού των σπονδυλωτών της βαθιάς θάλασσας. Τα απολιθώματα που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα περιέχουν βασικά στοιχεία Σχετικά με τις ίδιες τις αρχές «Η εξέλιξη των σπονδυλωτών βαθέων υδάτων έχει βαθιές επιπτώσεις τόσο για τη Γη όσο και για τις επιστήμες της ζωής», συνοψίζει ο Andrea Baucon.

Αναφορά: «Τα παλαιότερα στοιχεία για σπονδυλωτά βαθέων υδάτων» από τους Andrea Boccone, Annalisa Ferretti, Chiara Fiorone, Luca Pandolfi, Enrico Serbagli, Armando Piccinini, Carlos Neto de Carvalho, Mario Cachao, Thomas Linley, Fernando Muñiz, Zane Belastegui, Alan Jamies . , Girolamo Lo Russo, Filippo Guerrini, Sara Ferrando και Emantes Pride, 5 Σεπτεμβρίου 2023, Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών.
doi: 10.1073/pnas.2306164120

Η μελέτη προέκυψε από τη συνεργασία ερευνητών που συνδέονται με επιστημονικά ιδρύματα από την Ιταλία (Πανεπιστήμια Genova, Modena και Reggio Emilia, Padova, Pisa, Parma, Natural History Museum of Piacenza, South Tyrol Natural Museum), Πορτογαλία (UNESCO Global Geopark Naturtigo, University της Λισαβόνας), Αγγλία (Πανεπιστήμιο του Νιούκαστλ), Ισπανία (Πανεπιστήμια Σεβίλλης και Βαρκελώνης), Αυστραλία (Πανεπιστήμιο Δυτικής Αυστραλίας), Σκωτία (Πανεπιστήμιο του Αμπερντίν).