Η αρχαιότερη καρδιά στον κόσμο που διατηρείται στα 380 εκατομμύρια χρόνια θωρακισμένων ψαριών

Μια ομάδα Αυστραλών επιστημόνων ανακάλυψε Η πιο παλιά καρδιά στον κόσμο, μέρος των απολιθωμένων υπολειμμάτων ενός θωρακισμένου ψαριού που πέθανε πριν από περίπου 380 εκατομμύρια χρόνια. Το ψάρι είχε επίσης απολιθωμένο στομάχι, συκώτι και έντερο. Όλα τα όργανα είναι διατεταγμένα σαν παρόμοια όργανα στη σύγχρονη ανατομία του καρχαρία, σύμφωνα με τον A τελευταίο χαρτί Δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science.

όπως είμαστε Το ανέφερα προηγουμένως, τα περισσότερα απολιθώματα είναι οστά, κοχύλια, δόντια και άλλες μορφές «σκληρού» ιστού, αλλά περιστασιακά ανακαλύπτονται απολιθώματα που διατηρούν μαλακούς ιστούς όπως το δέρμα, τους μύες και τα όργανα -ή ακόμα και τον περιστασιακό βολβό του ματιού. Αυτό θα μπορούσε να πει στους επιστήμονες τόσα πολλά για πτυχές της βιολογίας, της οικολογίας και της εξέλιξης τέτοιων αρχαίων οργανισμών που οι σκελετοί μόνοι τους δεν μπορούσαν να μεταδώσουν.

Για παράδειγμα, νωρίτερα φέτος, Δημιουργήστε ερευνητές Εξαιρετικά λεπτομερές τρισδιάστατο μοντέλο απολιθώματος αμμωνίτη ηλικίας 365 εκατομμυρίων ετών από Jurassic περίοδο με συνδυασμό προηγμένων τεχνικών απεικόνισης, Αποκαλύψτε τους εσωτερικούς μύες που δεν έχουν παρατηρηθεί στο παρελθόν. Μεταξύ άλλων ευρημάτων, οι ερευνητές παρατήρησαν ζευγαρωμένους μύες που εκτείνονται από το σώμα των αμμωνιτών, τους οποίους πίστευαν ότι το ζώο χρησιμοποίησε για να τραβήξει τον εαυτό του περισσότερο στο κέλυφός του για να αποφύγει τα αρπακτικά.

Και το Τον προηγούμενο μήναΒρετανοί ερευνητές Περιγράψτε τις εμπειρίες τους Παρατηρώντας τα σφάγια λαβράκια καθώς σάπιζαν σε διάστημα 70 ημερών για να αποκτήσουμε μια εικόνα για το πώς (και γιατί) οι μαλακοί ιστοί των εσωτερικών οργάνων θα μπορούσαν να διατηρηθούν επιλεκτικά στο αρχείο απολιθωμάτων. Ένας από τους καλύτερους τρόπους με τους οποίους οι μαλακοί ιστοί μπορούν να μετατραπούν σε πέτρες είναι όταν αντικαθίστανται από ένα ορυκτό που ονομάζεται φωσφορικό ασβέστιο (μερικές φορές ονομάζεται απατίτης). Συγκεκριμένα, οι μύες, το στομάχι και τα έντερα τείνουν να «φωσφορίζονται» πιο συχνά από άλλα όργανα όπως τα νεφρά και οι γονάδες. Οι συγγραφείς συμπεραίνουν ότι η περιεκτικότητα σε φώσφορο στους ιστούς ορισμένων οργάνων συμβάλλει σε αυτήν την ασυνήθιστη προκατάληψη επιλογής για την οποία οι μαλακοί ιστοί διατηρούνται στο αρχείο απολιθωμάτων.

Τα απολιθωμένα δείγματα που εξετάστηκαν σε αυτήν την τελευταία έρευνα συλλέχθηκαν από τον σχηματισμό Gogo στη Δυτική Αυστραλία, ο οποίος ήταν κάποτε ένας κοραλλιογενής ύφαλος και είναι πλούσιος σε καλοδιατηρημένα απολιθώματα του Devonian, όπως η κατηγορία των προϊστορικών θωρακισμένων ψαριών που είναι γνωστά ως placoderms. Αυτή η συντήρηση περιλαμβάνει μαλακούς ιστούς, συμπεριλαμβανομένων των νεύρων. Το 2005, οι παλαιοντολόγοι ανέσκαψαν έναν νέο τύπο πλακοδέρματος που ονόμασαν πασχαλίτσα (“μητέρα ψάρια”), με ένα έμβρυο ακόμα προσκολλημένο σε έναν ομφάλιο λώρο – απόδειξη ότι τουλάχιστον ορισμένα είδη θωρακισμένων ψαριών γέννησαν καλά ανεπτυγμένους ζωντανούς απογόνους.

Σύμφωνα με τους συγγραφείς αυτής της τελευταίας ερευνητικής εργασίας, το δέρμα της πλάκας ήταν από τα παλαιότερα σπονδυλωτά με γνάθο, η εξέλιξη των οποίων περιλάμβανε σημαντικές αλλαγές στη σκελετική δομή και την απαλή ανατομία. Λόγω της σπανιότητας διατήρησης μαλακών ιστών στο αρχείο απολιθωμάτων, τα δείγματα που συλλέχθηκαν στον σχηματισμό Gogo (και τώρα στις δημόσιες συλλογές του Μουσείου της Δυτικής Αυστραλίας και του Μουσείου Victoria) μπορούν να έχουν ενδείξεις για το πώς συνέβη αυτή η μετατόπιση – συγκεκριμένα πώς το κεφάλι και ο λαιμός η περιοχή άλλαξε για να χωρέσει τα σαγόνια. .

“Το πραγματικά εξαιρετικό με τα ψάρια gogo είναι ότι οι μαλακοί ιστοί τους διατηρούνται σε τρεις διαστάσεις.” είπε ο συν-συγγραφέας Per Ahlberg από το Πανεπιστήμιο της Ουψάλα. “Οι περισσότερες περιπτώσεις συντήρησης μαλακών ιστών εντοπίζονται σε πεπλατυσμένες ανασκαφές, όπου η μαλακή ανατομία είναι κάτι περισσότερο από μια κηλίδα στο βράχο. Είμαστε επίσης πολύ τυχεροί που οι σύγχρονες τεχνικές τοπογραφίας μας επιτρέπουν να μελετήσουμε αυτούς τους εύθραυστους μαλακούς ιστούς χωρίς να τους καταστρέψουμε. Δύο δεκαετίες πριν, το έργο θα ήταν αδύνατο».

Οι παλαιοντολόγοι συνέλεξαν τα δείγματα σχίζοντας ασβεστολιθικά σκυρόδεμα στο χωράφι και στη συνέχεια κολλώντας τα σπασμένα κομμάτια μεταξύ τους για μεταφορά. Οι ερευνητές μπόρεσαν να σαρώσουν υγιή δείγματα χρησιμοποιώντας δέσμες νετρονίων και ακτινοβολία σύγχροτρον. Στη συνέχεια, κατασκεύασαν τρισδιάστατες εικόνες του μαλακού ιστού που διατηρείται μέσα σε αυτό, με βάση τις διαφορετικές πυκνότητες ορυκτών που εναποτίθενται από βακτήρια και τη μήτρα που περιβάλλει τους βράχους.

Το αποτέλεσμα: το πρώτο τρισδιάστατο μοντέλο μιας πολύπλοκης, επίπεδης καρδιάς σε σχήμα S με δύο ξεχωριστούς θαλάμους. Η ομάδα φωτογράφισε επίσης ένα στομάχι με παχιά τοιχώματα με υγιές έντερο και ήπαρ χωρισμένα από την καρδιά. Σημειώνουν επίσης την απουσία πνευμόνων. Το απολιθωμένο συκώτι ήταν πολύ μεγάλο και πιθανότατα βοήθησε τα ψάρια να παραμείνουν ακμαία, σύμφωνα με τους συγγραφείς. Είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες μπόρεσαν να δουν τη διάταξη των οργάνων μέσα σε ένα υποτυπώδες ψάρι.

«Ως παλαιοντολόγος που έχει μελετήσει απολιθώματα για περισσότερα από 20 χρόνια, εξεπλάγην που βρήκα μια όμορφα διατηρημένη τρισδιάστατη καρδιά ενός προγόνου ηλικίας 380 εκατομμυρίων ετών». είπε η συν-συγγραφέας Kate Trinagetic, παλαιοντολόγος σπονδυλωτών στο Πανεπιστήμιο Curtin. “Η εξέλιξη θεωρείται συχνά ως μια σειρά μικρών βημάτων, αλλά αυτά τα αρχαία απολιθώματα υποδηλώνουν ότι υπήρξε ένα μεγαλύτερο άλμα μεταξύ σπονδυλωτών χωρίς γνάθους και σιαγόνων. Αυτά τα ψάρια κυριολεκτικά έχουν την καρδιά τους στο στόμα και κάτω από τα βράγχια τους – όπως και οι καρχαρίες σήμερα.”

DOI: Science, 2022. 10.1126 / Επιστήμη. abf3289 (Σχετικά με τα DOI).

Φωτογραφία μενού από την Jasmine Phillips / Πανεπιστήμιο Curtin