Výskum odhaľuje yunnanozoany ako najstaršie známe kmeňové stavovce.

Nové nálezy odpovedajú na otázky vo fosílnych záznamoch.

Zmätočná medzera vo fosílnych záznamoch, ktorá by vysvetľovala vývoj bezstavovcov na stavovce, už dlho mátla vedcov. Stavovce majú jedinečné vlastnosti, ako je chrbtica a lebka, a zahŕňajú ryby, obojživelníky, plazy, vtáky, cicavce a ľudí. Na druhej strane, bezstavovce sú zvieratá, ktoré nemajú chrbticu.

Evolučný proces, ktorý posunul bezstavovce smerom k stavovcom – a ako tieto rané stavovce vyzerali – bol pre vedcov po stáročia záhadou.

Tím vedcov teraz vykonal štúdiu yunnanozoanov, vyhynutých tvorov z raného kambrického obdobia (pred 518 miliónmi rokov), a objavil dôkaz, že ide o najstaršie známe stavovce podobné stonkám. Kmeňové stavovce je termín označujúci tie vyhynuté stavovce, ale úzko súvisia so živými stavovcami.

Vedci z Nanjingského inštitútu geológie a paleontológie, Čínskej akadémie vied a Nanjingskej univerzity zverejnili svoje zistenia 7. júla 2022 v časopise. vedy.

Kmeňový stavovec Yunanozoan. Poďakovanie: Fangchen Zhao

V priebehu rokov, kým výskumníci študovali, ako sa stavovce vyvíjali, hlavným zameraním výskumu boli hltanové oblúky. Sú to štruktúry, ktoré vytvárajú časti tváre a krku, ako sú svaly, kosti a spojivové tkanivo. Vedci predpokladali, že hltanový oblúk sa vyvinul z nespojenej chrupavkovej tyčinky u predkov stavovcov, ako sú strunatce, blízky príbuzný bezstavovcov. Či však takáto anatómia skutočne existovala u dávnych predkov, nebolo s určitosťou známe.

V snahe lepšie pochopiť úlohu hltanového oblúka u starých stavovcov výskumný tím študoval fosílie gréckosanských mäkkýšov nájdených v provincii Yunnan v Číne. Vedci roky študovali yananozoany s rôznymi závermi o tom, ako interpretovať anatómiu tvora. O príbuznosti yunnanozoanov sa diskutuje už takmer tri desaťročia, pričom mnohé výskumné práce boli publikované podporujúce odlišné názory, vrátane štyroch temperamentná povaha A vedy.

Výskumný tím sa rozhodol preskúmať novo zhromaždené fosílne vzorky yunnanozoa predtým nepreskúmanými spôsobmi a vykonať anatomickú a infraštruktúrnu štúdiu s vysokým rozlíšením. 127 vzoriek, ktoré študovali, obsahuje dobre zachované uhlíkové zvyšky, ktoré umožnili tímu vykonávať ultraštrukturálne pozorovania a podrobné geochemické analýzy.

Tím použil na fosílne vzorky röntgenovú mikroskopiu, skenovaciu elektrónovú mikroskopiu, transmisnú elektrónovú mikroskopiu, Ramanovu spektroskopiu, infračervenú spektroskopiu s Fourierovou transformáciou a energeticky disperznú röntgenovú spektroskopiu. Ich štúdia viacerými spôsobmi potvrdila, že yunnanozoany majú bunkové chrupavky v hltane, čo je vlastnosť považovaná za špecifickú pre stavovce. Zistenia tímu podporujú, že yunnanozoany sú stavovce podobné stonkám. Výsledky ich štúdie ukazujú, že Gréci sú najstaršími a najprimitívnejšími príbuznými stavovcov zo skupiny koruny.

Počas svojej štúdie tím poznamenal, že všetkých sedem hltanových oblúkov vo fosíliách Yonanozoa je podobných. Všetky konzoly majú lamely a šnúrky podobné bambusu. Všetky priľahlé oblúky sú spojené dorzálnymi a ventrálnymi horizontálnymi tyčami, ktoré tvoria kôš. Košíková hltanová kostra je znak, ktorý sa dnes vyskytuje u živých rýb bez čeľustí, ako sú mihule a hagfish.

V kambriu a žijúcich stavovcoch existujú dva typy kostry hltana – košíkovité a izolované druhy. To znamená, že tvar kostry hltanu má oveľa zložitejšiu ranú evolučnú históriu, ako sa predtým myslelo, povedal Tian Qingyi, prvý autor štúdie, z Nanjingskej univerzity a Nanjingského inštitútu geológie a paleontológie Čínskej akadémie vied.

Ich výskum poskytol tímu nové poznatky o detailných štruktúrach hltanových oblúkov. Nové anatomické pozorovania, ktoré tím urobil vo svojej štúdii, podporujú evolučnú pozíciu ionozoanov v úplne základnej časti stromu života stavovcov.

Odkaz: „Základná štruktúra odhaľuje kostru predkov stavovcov v yunnanozoanoch“ od Qingyi Tian, ​​​​Fangchen Zhao, Han Zeng, Maoyan Zhou a Baoyu Jiang, 7. júla 2022, k dispozícii tu. vedy.
DOI: 10.1126 / science.abm2708

Výskumný tím zahŕňa Chengyi Tian z Nanjingskej univerzity (NJU) a Nanjingského inštitútu geológie a paleontológie Čínskej akadémie vied (NIGPAS). Fangchen Zhao a Han Zeng z NIGPAS; Maoyan Zhu z NIGPAS a Univerzity Čínskej akadémie vied; a Baoyu Jiang z NJU.

Tento výskum bol financovaný z Programu strategického prioritného výskumu (B) Čínskej akadémie vied a Čínskej národnej vedeckej nadácie.