Скам’янілості віком 500 мільйонів років розгадують багатовікову таємницю еволюції життя на Землі

Вчені нарешті змогли розгадати багатовікову таємницю еволюції життя на Землі, виявивши, як виглядали перші тварини, які робили скелети. Це відкриття стало можливим завдяки надзвичайно добре збереженій колекції скам’янілостей, які були виявлені у східній провінції Юньнань, Китай. Результати дослідження були опубліковані 2 листопада в науковому журналі Праці Королівського товариства B.

Під час події, яка називається Кембрійським вибухом приблизно 550-520 мільйонів років тому, перші тварини, які побудували міцні, міцні скелети, раптово з’явилися в скам’янілому літописі в мить геологічного ока. Багато з цих ранніх скам’янілостей являють собою прості порожнисті трубки довжиною від кількох міліметрів до кількох сантиметрів. Однак тип тварини, яка створила ці скелети, був майже повністю невідомий, оскільки в них не збереглися м’які частини, необхідні для ідентифікації їх як належних до основних груп тварин, що живуть і сьогодні.

Викопний зразок (ліворуч) і схематична діаграма (праворуч) Gangtoconia aspera зберегли м’які тканини, включаючи кишечник і щупальця. Авторство: Люк Паррі та Гуансю Чжан

Чотири зразки Gangtokonya aspera Оскільки м’які тканини все ще залишалися неушкодженими, включаючи кишечник і ротову порожнину, його включили в нову групу скам’янілостей віком 514 мільйонів років. Вони показують, що цей вид мав рот, оточений кільцем гладких нерозгалужених кігтів довжиною близько 5 мм (0,2 дюйма). Цілком імовірно, що вони використовувалися для жалення та захоплення здобичі, наприклад, невеликих членистоногих. Про це свідчать і розкопки Гангтокуня Він мав сліпу кишку (відкриту лише з одного кінця), поділену на внутрішні порожнини, що заповнюють по довжині трубку.

Сьогодні ці риси є лише у сучасних медуз, анемон та їхніх родичів (відомих як кнідарії), організмів, чиї м’які частини надзвичайно рідкісні в летописі скам’янілостей. Дослідження показало, що ці прості тварини були одними з перших, хто побудував міцні скелети, які складають більшу частину відомого літопису скам’янілостей.

За словами дослідників, Гангтокуня Це було б схоже на сучасну сцифозоальну медузу з жорсткою трубчастою структурою, закріпленою на основному субстраті. Рот щупальця висувався з трубки, але міг втягнутися всередину трубки, щоб уникнути хижаків. На відміну від поліпів живих медуз, трубка Гангтокуня Виготовлений із фосфату кальцію, твердого мінералу, з якого складаються наші зуби та кістки. Використання цих матеріалів для побудови скелетів з часом стало більш рідкісним серед тварин.

Вид крупним планом рота Tuconia aspera банди, де видно щупальця, якими можна було ловити здобич. Авторство: Люк Паррі та Гуансю Чжан

Автор-кореспондент Dr. Люк Баррі, Департамент наук про Землю,[{” attribute=””>University of Oxford, said: “This really is a one-in-million discovery. These mysterious tubes are often found in groups of hundreds of individuals, but until now they have been regarded as ‘problematic’ fossils, because we had no way of classifying them. Thanks to these extraordinary new specimens, a key piece of the evolutionary puzzle has been put firmly in place.”

The new specimens clearly demonstrate that Gangtoucunia was not related to annelid worms (earthworms, polychaetes and their relatives) as had been previously suggested for similar fossils. It is now clear that Gangtoucunia’s body had a smooth exterior and a gut partitioned longitudinally, whereas annelids have segmented bodies with transverse partitioning of the body.

The fossil was found at a site in the Gaoloufang section in Kunming, eastern Yunnan Province, China. Here, anaerobic (oxygen-poor) conditions limit the presence of bacteria that normally degrade soft tissues in fossils.

Fossil specimen of Gangtoucunia aspera preserving soft tissues, including the gut and tentacles (left and middle). The drawing at the right illustrates the visible anatomical features in the fossil specimens. Credit: Luke Parry and Guangxu Zhang

PhD student Guangxu Zhang, who collected and discovered the specimens, said: “The first time I discovered the pink soft tissue on top of a Gangtoucunia tube, I was surprised and confused about what they were. In the following month, I found three more specimens with soft tissue preservation, which was very exciting and made me rethink the affinity of Gangtoucunia. The soft tissue of Gangtoucunia, particularly the tentacles, reveals that it is certainly not a priapulid-like worm as previous studies suggested, but more like a coral, and then I realised that it is a cnidarian.”

Although the fossil clearly shows that Gangtoucunia was a primitive jellyfish, this doesn’t rule out the possibility that other early tube-fossil species looked very different. From Cambrian rocks in Yunnan province, the research team has previously found well-preserved tube fossils that could be identified as priapulids (marine worms), lobopodians (worms with paired legs, closely related to arthropods today), and annelids.

Co-corresponding author Xiaoya Ma (Yunnan University and University of Exeter) said: “A tubicolous mode of life seems to have become increasingly common in the Cambrian, which might be an adaptive response to increasing predation pressure in the early Cambrian. This study demonstrates that exceptional soft-tissue preservation is crucial for us to understand these ancient animals.”

Reference: “Exceptional soft tissue preservation reveals a cnidarian affinity for a Cambrian phosphatic tubicolous enigma” by Guangxu Zhang, Luke A. Parry, Jakob Vinther and Xiaoya Ma, 2 November 2022, Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences.
DOI: 10.1098/rspb.2022.1623