Вымершие существа заполняют загадочный пробел в летописи окаменелостей

Исследования показывают, что юннанозои являются самыми древними из известных стволовых позвоночных.

Новые находки отвечают на вопросы палеонтологической летописи.

Удивительный пробел в летописи окаменелостей, объясняющий эволюцию беспозвоночных в позвоночных, давно озадачивает ученых. Позвоночные имеют общие уникальные черты, такие как позвоночник и череп, и включают рыб, амфибий, рептилий, птиц, млекопитающих и людей. С другой стороны, беспозвоночные — это животные, у которых нет позвоночника.

Эволюционный процесс, в результате которого беспозвоночные превратились в позвоночных, и то, как выглядели эти ранние позвоночные, веками оставался загадкой для ученых.

Группа ученых в настоящее время провела исследование юннанозоев, вымерших существ раннего кембрийского периода (518 миллионов лет назад), и обнаружила доказательства того, что они являются самыми древними из известных стебельчатых позвоночных. Стеблевые позвоночные — это термин, относящийся к вымершим позвоночным, но они тесно связаны с современными позвоночными.

Ученые из Нанкинского института геологии и палеонтологии, Китайской академии наук и Нанкинского университета опубликовали свои выводы 7 июля 2022 года в журнале. наук.

Стеблевые позвоночные юнанозои. Кредит: Фангчен Чжао

На протяжении многих лет, пока исследователи изучали эволюцию позвоночных, основное внимание уделялось глоточным дугам. Это структуры, из которых состоят части лица и шеи, такие как мышцы, кости и соединительная ткань. Ученые выдвинули гипотезу, что глоточная дуга развилась из несвязанного хрящевого стержня у предков позвоночных, таких как хордовые, близких родственников беспозвоночных позвоночных. Однако, действительно ли такая анатомия существовала у древних предков, доподлинно неизвестно.

Стремясь лучше понять роль глоточной дуги у древних позвоночных, исследовательская группа изучила окаменелости греческих моллюсков, найденных в провинции Юньнань, Китай. В течение многих лет исследователи изучали янанозоа, делая разные выводы о том, как интерпретировать анатомию существа. Родство юннанозоев обсуждалось на протяжении почти трех десятилетий, и было опубликовано множество исследовательских работ, поддерживающих разные мнения, в том числе четыре в вспыльчивый характер И наук.

Исследовательская группа приступила к изучению недавно собранных образцов окаменелостей юннанозоя ранее неизведанными способами, а также к проведению анатомического и инфраструктурного исследования с высоким разрешением. 127 образцов, которые они изучили, содержат хорошо сохранившиеся углеродные остатки, что позволило команде провести ультраструктурные наблюдения и подробный геохимический анализ.

Команда применила рентгеновскую микроскопию, сканирующую электронную микроскопию, просвечивающую электронную микроскопию, рамановскую спектроскопию, инфракрасную спектроскопию с преобразованием Фурье и энергодисперсионную рентгеновскую спектроскопию к ископаемым образцам. Их исследование несколькими способами подтвердило, что у юннанозоев есть клеточные хрящи в глотке, что считается характерным для позвоночных. Выводы команды подтверждают, что юннанозои являются позвоночными, похожими на стебли. Результаты их изучения показывают, что греки являются самыми древними и примитивными родственниками позвоночных группы короны.

Во время своего исследования команда отметила, что все семь глоточных дуг в окаменелостях юннанозоя похожи друг на друга. Все кронштейны имеют бамбуковые планки и струны. Все соседние дуги соединены дорсальными и вентральными горизонтальными стержнями, образующими корзину. Скелет глотки в виде корзины сегодня встречается у живых бесчелюстных рыб, таких как миноги и миксины.

Различают два типа глоточных скелетов — корзинковидные и изолированные виды — у кембрийских и современных позвоночных. Это означает, что форма скелетов глотки имеет гораздо более сложную раннюю эволюционную историю, чем считалось ранее, сказал Тянь Цинъи, первый автор исследования из Нанкинского университета и Нанкинского института геологии и палеонтологии Китайской академии наук.

Их исследование дало команде новое представление о подробных структурах глоточных дуг. Новые анатомические наблюдения, которые команда сделала в своем исследовании, подтверждают эволюционное положение инозоев в самой основной части древа жизни позвоночных.

Ссылка: «Основная структура показывает скелет предков позвоночных животных юньнанозоя», авторы Цинъи Тянь, Фангчен Чжао, Хань Цзэн, Маоянь Чжоу и Баоюй Цзян, 7 июля 2022 г., доступно здесь. наук.
DOI: 10.1126 / science.abm2708

В исследовательскую группу входят Ченги Тянь из Нанкинского университета (NJU) и Нанкинский институт геологии и палеонтологии Китайской академии наук (NIGPAS). Фангчен Чжао и Хан Цзэн из NIGPAS; Маоян Чжу из NIGPAS и Университета Китайской академии наук; и Баою Цзян из NJU.

Это исследование финансировалось Программой стратегических приоритетных исследований (B) Академии наук Китая и Национальным научным фондом Китая.