Художня реконструкція юннанозоя з його глотковим скелетом. (Дінхуа Ян) Дивна істота, яка пливла в океанах Землі понад півмільярда років тому, здається, є найдавнішим родичем хребетних, яких ми знайшли на сьогоднішній день.
Їх називають юннанозоями, вони датуються раннім кембрієм приблизно 518 мільйонів років тому. Палеонтологи виявили, що хрящі, знайдені в їхніх скам’янілих останках, можна порівняти з сучасними хребетними.
Це свідчить про те, що тварини є стовбуровими хребетними, вимерлою сестринською групою групи, від якої походять сучасні хребетні.
«Глоткові дуги є ключовим нововведенням, яке, ймовірно, сприяло еволюції щелеп і мозкової оболонки хребетних», написала команда , очолюваний Qingyi Tian з Нанкінського університету та Китайської академії наук у Китаї.
«Глотковий скелет суперечливих кембрійських тварин, званих юннанозоями, може містити найдавніші викопні докази, що стримують ранню еволюцію дуг, але його кореляція з кореляцією хребетних все ще залишається під сумнівом.
«Досліджуючи додаткові зразки за допомогою раніше невивчених методів... ми знайшли докази того, що юннанозойні брангіальні дуги складаються з клітинного хряща з позаклітинним матриксом, де переважають мікрофібрили, особливість, яка досі вважалася властивою хребетним».
Відстеження еволюції хребетних назад до їх темних початків було важким завданням для вчених. Протягом сотень мільйонів років сліди життя розмиваються та деградують; Скам'янілості можна залишити позаду, якщо умови сприятливі, але вони є часто надзвичайно важко інтерпретувати , особливо для дуже старих, дуже дивних.
Юннанозоі дуже давні та досить дивні. Десятиліттями вчені ламають голову над тим, куди вписується ця істота дерево життя , заснований на дослідженнях і конкуруючих інтерпретаціях стародавні скам'янілості одужав від Сланці Маотяншань у Китаї.
Саме в надії прояснити цю проблему Тіан і його колеги почали дослідження 127 нещодавно зібраних скам’янілостей юннанозоїв.
Скам'яніла юньнанозоя (Fangchen Zhao)
Ці скам'янілості були піддані ряду методів, які раніше не застосовувалися до юннанозоїв, включаючи рентгенівську мікротомографію, скануючу та трансмісійну електронну мікроскопію, раманівську спектрометрію та картографування елементів енергодисперсійної спектрометрії. Їх результати розкрили раніше невідомі подробиці про анатомію юннанозоїв.
Дужка глотки — це структура, яку можна знайти під час ембріонального розвитку хребетних організмів і є попередником ряду різних частин обличчя та щелепи, залежно від організму.
У риб ці дуги відомі як гіллясті дуги, і вони забезпечують підтримку зябер. Вчені вважають, що у предків хребетних дужка глотки розвинулась із нез’єднаного хрящового стрижня; хоча коли і як він виник, невідомо.
Сім пар білатерально симетричних зябрових дуг раніше були ідентифіковані у юннанозоїв. Тіан і його колеги набагато ближче розглянули мікроскопічні структури цих брусків і те, як вони розташовані в організмі.
Вони виявили, що сім пар дуг у скам’янілості схожі одна на одну, і що вони з’єднані дорсальними та черевними горизонтальними стрижнями, утворюючи структуру, подібну до кошика.
Вони також виявили, що гіллясті дуги складаються з хряща всередині щільно упакованої мікрофібрильної матриці. Вони виявили, що ці мікрофібрили схожі на мікрофібрили, знайдені в сполучній тканині хребетних. Це поєднання особливостей, широко присутніх у сучасних хребетних: хрящ у матриці мікрофібрил, гібридні дуги та наявність горизонтальних смуг на кінцях гілок.
Крім того, кошикоподібну структуру глоткового скелета можна знайти у деяких сучасних безщелепних риб, таких як міноги та миксини.
«Два типи скелетів глотки – кошикоподібні та ізольовані типи – зустрічаються у кембрійських і живих хребетних», Тіан сказав . «Це означає, що форма скелетів глотки має більш складну ранню еволюційну історію, ніж вважалося раніше».
Докази команди є переконливими для хребетних структур у цих загадкових тварин. Незважаючи на те, що юннанозої не мають прямого відношення до сучасних хребетних, вони можуть допомогти пролити світло на еволюцію хребетних.
«Хоча еволюційні біологи були зайняті пошуками міфічного предка, який пояснює все про план тіла хребетних, можливо, протилежний підхід є розумним», — написав палеобіолог Тецуто Міясіта з Канадського музею природи у відповідній статті. Наука Перспектива . Міясіта не брав участі в дослідженні.
«Іншими словами, звивисту подорож до сучасних хребетних можна найкраще зрозуміти, заповнивши генеалогічне дерево розбіжними та розривними анатомічними формами, керуючись філогенетичними висновками, а не теорією».
Стаття команди була опублікована в Наука .