Τα αρχαία ψάρια αναδεικνύουν την παραξενιά των σπονδυλωτών προγόνων μας

Τα αρχαία ψάρια αναδεικνύουν την παραξενιά των σπονδυλωτών προγόνων μας

September 28, 2022 0 Von admin

Τι μικρά δόντια είχαν.

Ένας νέος θησαυρός αρχαίων απολιθωμάτων ψαριών που ανακαλύφθηκε στη νότια Κίνα ανοίγει ένα παράθυρο στην αρχαιότερη ιστορία των σπονδυλωτών με σιαγόνες – μια ομάδα που περιλαμβάνει το 99 τοις εκατό όλων των ζωντανών σπονδυλωτών στη Γη, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων. Η τοποθεσία απολιθωμάτων, που χρονολογείται από 439 εκατομμύρια έως 436 εκατομμύρια χρόνια πριν, περιλαμβάνει μια αποκαλυπτική ποικιλία μικρών, οδοντωτών, οστέινων ειδών ψαριών που δεν έχουν ξαναδεί ποτέ.

Η ποικιλομορφία των απολιθωμάτων σε αυτή τη μία τοποθεσία όχι μόνο γεμίζει ένα κραυγαλέο κενό στο αρχείο απολιθωμάτων, αλλά και υπογραμμίζει το παράξενο που υπάρχει ένα τέτοιο κενό, αναφέρουν ερευνητές στις 29 Σεπτεμβρίου στο Φύση.

Οι γενετικές αναλύσεις είχαν προηγουμένως επισημάνει αυτή τη χρονική περίοδο, γνωστή ως πρώιμη Σιλουριανή Περίοδος, ως μια εποχή ταχείας διαφοροποίησης των σπονδυλωτών με γνάθο. Αλλά τα οδοντωτά ψάρια φαινόταν να έχουν αφήσει λίγα ίχνη στο αρχείο απολιθωμάτων. Αντίθετα, όσον αφορά το αρχείο απολιθωμάτων, τα ψάρια χωρίς σαγόνι φάνηκαν να κυβερνούν τα κύματα εκείνη την εποχή. Και όσα ψάρια με σαγόνι έχουν διατηρηθεί σπάνια ήταν αποστεωμένα. Οι περισσότεροι ήταν χονδρίχθιοι, αρχαίοι χόνδρινοι πρόγονοι των σύγχρονων καρχαριών και ακτίνων.

Το Chongqing Lagerstätte – η λέξη των παλαιοντολόγων για ένα πλούσιο σύνολο διαφορετικών ειδών που διατηρούνται όλα μαζί σε μια τοποθεσία – «αλλάζει θεμελιωδώς αυτήν την εικόνα», γράφουν ο παλαιοντολόγος You-an Zhu της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών στο Πεκίνο και οι συνεργάτες του στη μελέτη. Η τοποθεσία είναι γεμάτη με οδοντωτά, οστεώδη ψάρια, ιδιαίτερα θωρακισμένα πλακόδερμα, αλλά φέρει μόνο ένα χονδριχθιανό.

μια πλάκα βράχου που περιέχει απολιθώματα ενός αρχαίου συγγενή καρχαρία και ακτίνων και ένα θωρακισμένο ψάρι με σιαγόνες με ετικέτες που υποδεικνύουν τοποθεσίες απολιθωμάτων
Το Chongqing Lagerstätte, που χρονολογείται από 439 εκατομμύρια έως 436 εκατομμύρια χρόνια πριν, είναι μια νέα ποικιλία απολιθωμάτων που ανακαλύφθηκε πρόσφατα που φέρει μερικά από τα πρώτα ψάρια με σαγόνι. Αυτή η πλάκα από την τοποθεσία περιέχει δύο νέα είδη ψαριών που ονομάστηκαν πρόσφατα, τον αρχαίο καρχαρία και τον συγγενή ακτίνων Shenacanthus vermiformis (1α και 1β) και ένα θωρακισμένο ψάρι με σαγόνι, Xiushanosteus mirabilis (2α και 2β).Y.-a. Zhu et al/Φύση 2022

Τα πρώτα πλάσματα που ανέπτυξαν μια ραχοκοκαλιά ήταν τα ψάρια και το έκαναν πριν από περίπου 480 εκατομμύρια χρόνια (SN: 25/10/18). Οι γενετικές αναλύσεις έχουν δείξει ότι πριν από περίπου 450 εκατομμύρια χρόνια, αυτά τα ψάρια ανέπτυξαν επίσης σαγόνια, τόσο καλύτερα να κόβουν το ένα το άλλο. Αλλά τα πρώτα πλήρη απολιθώματα τέτοιων ψαριών με γνάθο εμφανίζονται σχετικά αργά στο αρχείο απολιθωμάτων, περίπου 425 εκατομμύρια χρόνια πριν. Κατά την περίοδο του Devonian, η οποία εκτείνεται από 419 εκατομμύρια έως 359 εκατομμύρια χρόνια πριν, τα ψάρια με σιαγόνα ήταν ένα παγκόσμιο φαινόμενο, κερδίζοντας εκείνη την εποχή το προσωνύμιο «Εποχή των Ψαριών» (SN: 17/7/18).

Ακολουθεί μια πιο προσεκτική ματιά σε μερικούς από τους πρόσφατα ανακαλυφθέντες ψαράδες του Chongqing Lagerstätte.

Λίγο αλλά άγριο

Περίπου 20 ξεχωριστά δείγματα ενός μικρού ψαριού που έχουν αποκαλέσει οι ερευνητές Xiushanosteus mirabilis βρέθηκαν στην τοποθεσία Chongqing. Αυτά τα ευρήματα καθιστούν το ζώο το πιο άφθονο είδος ψαριού σε αυτό το σύνολο απολιθωμάτων.

X. mirabilis είχε μήκος μόνο περίπου 30 χιλιοστά, περίπου όσο ένα συνδετήρα, αλλά έχει μεγάλη ομοιότητα με μεγαλύτερα θωρακισμένα πλακόδερμα που θα έρθουν στο μέλλον: Είχε μια πλατιά, οστέινη ασπίδα κεφαλής και ένα σώμα καλυμμένο με μικρές φολίδες σε σχήμα ρόμβου. .

εικονογράφηση Xiushanosteus mirabilis
Η συντήρηση απολιθωμάτων από κεφάλι σε ουρά Xiushanosteus mirabilis (που φαίνεται σε απόδοση ενός καλλιτέχνη) επέτρεψε στους ερευνητές να ανασυνθέσουν λεπτομερώς την ανατομία του ψαριού.Χέμινγκ Ζανγκ

Η εκπληκτική αφθονία αυτού του τύπου ψαριών σε μια τοποθεσία από την πρώιμη Σιλουριανή περίοδο μπορεί να οφείλεται απλώς σε τυχερές συνθήκες απολιθώματος – τα μικρά, ευαίσθητα οστά του X. mirabilis και τα άλλα ψάρια με σαγόνι που βρέθηκαν στο Chongqing θα ήταν πιο δύσκολο να διατηρηθούν από τα μεγαλύτερα δείγματα χωρίς γνάθο της εποχής ή τα πιο εύρωστα οδοντωτά οστεώδη ψάρια της μεταγενέστερης Devonian Περιόδου. Αλλά μια άλλη πιθανότητα είναι ότι αυτός ο ιστότοπος είναι ένας ακραίος στην εποχή του που μόλις έτυχε να είναι δημοφιλής με τα placoderms.

Ένας βαριά θωρακισμένος, μικροσκοπικός καρχαρίας

Δύο είδη ψαριών με σαγόνι εμφανίστηκαν πριν από περίπου 450 εκατομμύρια χρόνια – και τα δύο κάνουν την εμφάνισή τους στην τοποθεσία Chongqing. Η νέα τοποθεσία είναι αξιοσημείωτη για την ποικιλομορφία των οστειχθυών, ψαριών με αποστεωμένα σαγόνια όπως X. mirabilis. Αλλά χόνδρινο Shenacanthus vermiformis πέρασε επίσης λίγο χρόνο σε αυτό το περιβάλλον.

ανακατασκευή του Shenacanthus vermiformis
Shenacanthus vermiformis (που φαίνεται σε αυτή την ανακατασκευή) ήταν ένα μικροσκοπικό, αλλά θωρακισμένο χόνδρο ψάρι που βρέθηκε μαζί με τους οστεώδεις γείτονές του στη νέα κινεζική τοποθεσία απολιθωμάτων.Χέμινγκ Ζανγκ

S. vermiformis αντιπροσωπεύεται από ένα μόνο δείγμα στο Chongqing, αλλά όπως X. mirabilis, διατηρείται άριστα από την κορυφή ως την ουρά. Ήταν επίσης μικροσκοπικό, μήκους μόλις 22 χιλιοστών. Αν και είχε παρόμοιο σχέδιο σώματος με άλλα χονδριχθιανά, διέφερε κατά έναν βασικό τρόπο: Όπως X. mirabilis, S. vermiformis ήταν βαριά θωρακισμένο, με εκτεταμένες πλάκες στο κάτω και πίσω μέρος του.

Μια εποχή μετάβασης

Ο κινεζικός ιστότοπος δεν ρίχνει φως μόνο στα αρχαία ψάρια με σαγόνι – προσφέρει ένα παράθυρο στην εξελικτική μετάβαση των χαρακτηριστικών του σώματος από είδη χωρίς γνάθο σε είδη με σαγόνι. Ένα πλάσμα χωρίς γνάθο που ανακαλύφθηκε πρόσφατα, μεταγλωττισμένο Μια ζωηρή tujiaaspisαποδεικνύεται ότι σχετίζεται στενά με μια ομάδα ψαριών με σαγόνι που ονομάζονται γαλεασπίδεςοι ερευνητές αναφέρουν σε ξεχωριστή εργασία στο ίδιο τεύχος του Φύση.

ανακατασκευή του Tujiaaspis vividus
Η άριστη διατήρηση του ψαριού χωρίς γνάθο Μια ζωηρή tujiaaspis (εμφανίζεται σε αυτήν την ανακατασκευή) προσφέρει νέες ιδέες για την εξέλιξη των πτερυγίων στα μεταγενέστερα ξαδέρφια του με σαγόνι.Χέμινγκ Ζανγκ

Τα καλοδιατηρημένα απολιθώματα του Τ. ζωηρός ανοίγει νέες ευκαιρίες για να μάθει πώς οι συγγενείς του με τα σαγόνια απέκτησαν τη διάταξη των πτερυγίων τους, μια μετάβαση για την οποία υπήρχαν ελάχιστα προηγούμενα στοιχείαγράφει ο Matt Friedman, παλαιοντολόγος στο Πανεπιστήμιο του Michigan στο Ann Arbor, σε ένα σχόλιο στο ίδιο τεύχος του Φύση. Αυτό συμβαίνει επειδή τα γαλεασπίδια έχουν χαρακτηριστικές ασπίδες κεφαλής, αλλά οι επιστήμονες δεν μπόρεσαν στο παρελθόν να κοιτάξουν κάτω από αυτές τις απολιθωμένες ασπίδες για να μελετήσουν την κρυμμένη ανατομία.

Χάρη σε αυτούς τους στενούς συγγενείς, οι ερευνητές συνδύασαν πώς τα ζευγαρωμένα πτερύγια στα ψάρια χωρίς γνάθο εξελίχθηκαν σταδιακά για να γίνουν ξεχωριστά θωρακικά και πυελικά πτερύγια στα ξαδέρφια τους με σαγόνι. Τέτοια πτερύγια είναι οι πρόδρομοι των χεριών και των ποδιών σε μεταγενέστερα τετράποδα (SN: 30/5/18).