«Я не мог поверить в то, что видел» – обнаружение недостающей части загадки эволюции в камнях возрастом 130 миллионов лет

На фото каменная плита, содержащая древнейшие свидетельства присутствия позвоночных животных в глубоком море. Ископаемые свидетельства представляют собой ямы и ходы, образовавшиеся в результате кормления рыб в раннем меловом периоде. Чашеобразные структуры имеют ширину около 4 см. Кредит: Андреа Бэкон

Ученые обнаружили недостающую часть эволюционной головоломки в камнях возрастом 130 миллионов лет. Это открытие стало результатом международного сотрудничества. Факультет естественных наук Лиссабонского университета (Португалия) участвует.

несмотря на Позвоночные животные Будучи доминирующим компонентом современных глубоководных экосистем, не было обнаружено ископаемых свидетельств существования глубоководных рыб старше 50 миллионов лет. Теперь недавнее открытие исключительно редких окаменелостей представляет собой старейшее из известных свидетельств существования глубоководных рыб. Это отодвигает сроки глубоководной колонизации на ошеломляющие 80 миллионов лет назад.

Результаты были недавно опубликованы в журнале Труды Национальной академии наук.

«Когда я впервые нашла окаменелости, я не могла поверить в то, что видела», — говорит палеонтолог Андреа Бэкон, руководитель этого исследования и научный сотрудник Университета Генуи (Италия). Именно он обнаружил окаменелости рыб на северо-западе Апеннин, недалеко от Пьяченцы, Модены и Ливорно (Италия).

Барабулька производит кормушку на мелководном дне Лигурийского моря. Новое исследование сообщает об идентичных структурах из меловых отложений в северных Апеннинах Италии. Результаты показывают, что ископаемые кормовые ямы являются старейшим свидетельством существования глубоководных позвоночных. Кредит: Андреа Бэкон

Причина этого изумления — далекий возраст окаменелостей, который на миллион лет опережает любые другие свидетельства существования глубоководных рыб. Недавно обнаруженные окаменелости относятся к ранней эпохе. Меловой период (130 миллионов лет назад). «Новые окаменелости показывают активность рыб на морском дне, начиная с эпохи динозавров, глубина которого составляла тысячи метров», — добавляет Андреа Бокон.

Используя фотограмметрию, ученые предоставили фото-украшенную карту высот кратеров и путей питания окаменелостей. Это свидетельство представляет собой старейшее свидетельство существования глубоководных позвоночных. Фото: Джироламо Ло Руссо.

Недавно обнаруженные окаменелости редки и необычны. Они включают в себя чашеобразные окаменелости, оставленные древними кормящимися рыбами, а также извилистую тропу, образованную хвостом плавающей рыбы, пересекающую илистое морское дно. Эти археологические окаменелости не включают окаменелости тел, такие как кости рыб, но они фиксируют древнее поведение. Таким образом, окаменелости Апеннин представляют собой критическую точку в пространстве и времени. Это момент, когда рыбы покинули континентальный шельф и колонизировали новую суровую среду, расположенную вдали от их первоначальной среды обитания.

На тысячах метров ниже поверхности океана Тетис — древнего океана, существовавшего между 250 и 50 миллионами лет назад и являющегося предшественником современного Средиземного моря — древнейшие глубоководные рыбы столкнулись с суровыми условиями окружающей среды по сравнению с их мелководными обитателями. водное происхождение. Полная темнота, температура, близкая к нулю, и огромное давление ограничивают выживание этих первооткрывателей глубин.

На видео видно, как химера плавает над отложениями во впадине Кермадек (глубина: 1544 метра), а затем погружается в осадки, чтобы покормиться. В новом исследовании ученые изучили поведение современных рыб, чтобы понять поведение, связанное с древнейшими окаменелостями глубоководных позвоночных. Авторы и права: Томас Линли, Алан Джеймисон

Такие экстремальные условия требуют адаптации к жизни в глубоком море, эволюционных инноваций, столь же важных, как и те, которые позволили колонизировать землю и воздух, таких как, например, крылья и конечности.

Недавно обнаруженные окаменелости представляют собой не только древнейших глубоководных рыб, но и старейших глубоководных позвоночных. Эволюция позвоночных – вертикальных животных – сопровождалась изменением среды обитания от мелководной морской среды к наземной, воздушной и глубоководной. Глубоководное вторжение является наименее изученной трансформацией среды обитания из-за низкого потенциала окаменения, связанного с глубоким морем.

«Новые окаменелости проливают свет на загадочную главу в истории жизни на Земле», — комментирует Карлуш Нето де Карвальо, исследователь Института Дома Луиса факультета наук Лиссабонского университета (Ciências ULisboa) (Португалия).

Карта высот каменной плиты выше, на которой сохранились древнейшие свидетельства существования глубоководных позвоночных. Цветовое кодирование связано с высотой: на больших высотах цвета становятся более теплыми. Фото: Джироламо Ло Руссо.

Апеннинские окаменелости заставляют ученых пересмотреть факторы, которые могли привести к колонизации морских глубин позвоночными. Авторы предполагают, что катализатором стал беспрецедентный приток органического вещества, произошедший между поздним палеолитом. юрский период Раннемеловой период. Наличие пищи в глубоком море стимулирует обитающих на дне червей, которые, в свою очередь, привлекают рыбу, которая использует определенное поведение, чтобы подвергнуть их воздействию.

В этом исследовании исследователи обратились к современным морям, чтобы понять поведение ископаемых и изучить поведение современных рыб в их среде обитания. Ученые исследовали глубины Тихого океана, чтобы изучить химер, также известных как акулы-призраки, в их среде обитания.

Новые окаменелости соответствуют структурам современных рыб, которые питаются либо царапая морское дно, либо обнажая донную добычу путем всасывания. Это напоминает Neoteleostei, группу позвоночных, в которую входят современные медузы и рыбы-ящерицы.

Химеры плавают над отложениями в желобе Кермадек в Тихом океане (глубина: 1544 м). В новом исследовании ученые изучили поведение современных глубоководных рыб, чтобы понять механизм формирования археологических окаменелостей мелового периода. Результаты показывают древнейшие свидетельства существования глубоководных позвоночных. Авторы и права: Томас Линли, Алан Джеймисон

«Вопреки распространенному мнению, глубоководные отложения морского дна полны ископаемых останков древней жизни, но обычно это мелкие организмы, обитающие выше в толще воды, такие как фитопланктон или зоопланктон», — объясняет Марио Качао, соавтор этого исследования. Учеба и исследователь в Институте Дома Луиса, Сьенсиас, Университет Лисбоа.

«Однако, чтобы обнаружить и интерпретировать прямые доказательства органической активности запечатленных и геологически сохранившихся позвоночных в таких отложениях, после того как они были тектонически деформированы и обнажены, как северный Апеннинский горный хребет, и которые были в основном внедрены в геологические времена миоцена и плиоцена, — то есть почти с тех пор, как «20 миллионов лет назад это чрезвычайно редкая находка».

Недавно обнаруженные окаменелости могут представлять собой первый важный шаг в происхождении современного биоразнообразия глубоководных позвоночных. Современные глубоководные экосистемы берут свое начало в апеннинских окаменелостях, которые в истории океана претерпели серьезные изменения в среде обитания. «Наши открытия ископаемых переоценивают ситуацию Темпы колонизации морских глубин позвоночными. Недавно обнаруженные окаменелости содержат ключевые доказательства О самом начале «Эволюция глубоководных позвоночных имеет глубокие последствия как для наук о Земле, так и для наук о жизни», — резюмирует Андреа Бокон.

Ссылка: «Самые старые свидетельства существования глубоководных позвоночных» Андреа Бокконе, Анналисы Ферретти, Кьяры Фиороне, Луки Пандольфи, Энрико Сербагли, Армандо Пиччинини, Карлоса Нето де Карвалью, Марио Качао, Томаса Линли, Фернандо Муньиса, Зейна Беластеги, Алана Джеймисона. . , Джироламо Ло Руссо, Филиппо Геррини, Сара Феррандо и Эмантес Прайд, 5 сентября 2023 г., Труды Национальной академии наук.
дои: 10.1073/pnas.2306164120

Исследование стало результатом сотрудничества исследователей, связанных с научными учреждениями из Италии (Университеты Генуи, Модены и Реджо-Эмилии, Падуи, Пизы, Пармы; Музей естественной истории Пьяченцы; Музей природы Южного Тироля), Португалии (Глобальный геопарк ЮНЕСКО Натуртиго; Университет Лиссабона), Англии (Университет Ньюкасла), Испании (Университеты Севильи и Барселоны), Австралии (Университет Западной Австралии), Шотландии (Университет Абердина).