Senovės padaras Yorkicistis prarado savo skeletą

A recreation of Yorkicystis haefneri, a historic creature

Šis straipsnis iš pradžių buvo rodomas Pokalbis.

Po ketverių metų kasinėjimo fosilijų bažnyčios šventoriuje Jorke, Pensilvanijoje, paleontologas mėgėjas Chrisas Haefneris aptiko intriguojantį radinį. „Žinojau, kad verta pasilikti“, – sakė jis. Savo atradimą jis paskelbė „Facebook“.

Pastebėjau jo įrašą ir supratau, kad tai didelis atradimas: Ispanijos tyrimų taryboje tyrinėju iškastinius bestuburius. Kai susisiekiau su Haefneriu, jis sutiko padovanoti fosiliją Londono gamtos istorijos muziejui.

Dirbdami su kolegomis iš JAV ir JK nustatėme, kad tai yra 510 milijonų metų šiandieninių jūrų žvaigždžių ir jūrų ežių giminaitis. Jis yra labai unikalus, naujas mokslui ir turi tik dalinį skeletą. Mes tai pavadinome Yorkicistis haefneripo jo radikus.

Yorkicistis atskleidė naujos informacijos apie tai, kaip ankstyvoji gyvybė Žemėje vystėsi tuo metu, kai pirmą kartą pasirodė dauguma šiandieninių gyvūnų grupių.

Jūros ežiai yra tarp Yorkicistis‘likę gyvi giminaičiai. Samuelis Zamora, CC BY-ND

Kambro sprogimas

Yorkicistis gyveno per „kambro sprogimą“, prieš 539–485 mln. Prieš tai bakterijos ir kiti paprasti mikroskopiniai organizmai gyveno kartu su Ediacaran fauna – paslaptingais, minkštakūniais padarais, apie kuriuos mokslininkai mažai žino.

Kambras atnešė didžiulį rūšių, atsiradusių iš jūrų, paplitimą. Jie apėmė organizmų grupes, kurios ilgainiui dominuos planetoje, ir daugumos šiandieninių gyvūnų grupių atstovus.

Per kelis milijonus metų atsirado sudėtingi gyvūnai su skeletais ir kietais kiautais. Kodėl taip atsitiko, lieka neaišku, tačiau esminis vandenyno chemijos pokytis, kai kalcio karbonato koncentracija buvo didesnė, greičiausiai suvaidino pagrindinį vaidmenį.

Dygiaodžiai geologiniuose įrašuose nebuvo pirmieji. Brachiopodai – jūrų gyvūnai, gyvenę apsaugoti kriauklėse – buvo prieš juos. Taip pat ir nariuotakojai – grupė, turinti gerai susiformavusius kalcito egzoskeletus, įskaitant trilobitus.

Kalbant apie kontekstą, dinozaurai pasirodė praėjus 294 milijonams metų po Kambro aušros.

Pirmieji dygiaodžiai

Yra daugiau nei 30 000 išnykusių dygiaodžių rūšių, tačiau jos yra labai retos vietose, kuriose yra išskirtinai išsaugotas kambras, pavyzdžiui, Burgesso skalūnuose Kanadoje ir Chengjiang Kinijoje.

Kai kurie pirmieji primityvūs dygiaodžiai labai skyrėsi nuo savo dabartinių giminaičių, kurių penkios rankos išsikiša iš jų kūno centro – ši struktūra vadinama „pentamerine simetrija“.

Kambro dygiaodžiai turėjo daug įvairių kūno struktūrų. Eokrinoidai turėjo vazos formos kūnus, apsaugotus geometriškai raštuotomis plokštėmis ir daugybe rankų formos struktūrų. Helikoplakoidai, suformuoti kaip riebaliniai cigarai, buvo padengti kalcito šarvais su „burna“, kuri spirale sukosi aplink kūną. Blastoidinės rūšys buvo įvairių formų, dažnai primenančios egzotiškas gėles.

Edrioasteroidea atrodė panašiai kaip šiandieninė jūros žvaigždė, o iš jos burnos sklinda penkios rankos, tai yra organizmas, Yorkicistis haefneri labiausiai primena. Taigi mes priskyrėme jį šiai evoliucijos medžio grupei.

Yorkicistisdygiaodžiai be skeleto

Nors daugelis Kambro organizmų suformavo sudėtingus skeletus ir gynybines struktūras, kad apsaugotų juos nuo plėšrūnų, Yorkicistis padarė priešingai. Jis „demineralizavo“ savo skeletą. Tai buvo iš dalies minkštas gyvūnas, be jokios apsaugos didelėje kūno dalyje.

Norėdami suprasti šio organizmo anatomiją, bendradarbiavome su paleoiliustratoriumi, kad vizualizuotume šį padarą iš turimų iškastinių įrodymų. Hugo Salais pirmiausia sumodeliavo kiekvieną skeleto dalį 3D formatu, o vėliau panaudojo tai, kad sukurtų rekonstrukciją – didelės raiškos kopiją.

Iš šios kopijos pastebėjome, kad buvo užkalkėjusios tik jo rankos arba ambulakros, apsaugančios jo „maisto griovelius“ – maitinančias dalis, kurios fosilijoje yra geltonos. Eilė plokštelių uždengė jo čiuptuvus ir atsidarė bei užsidarė maitinimo metu. Likusi jo kūno dalis buvo minkšta, fosilijoje vaizduojama tamsia, anglimi prisodrinta plėvele.

Dauguma dabartinių dygiaodžių, aptinkamų nuo pasaulio pakrančių iki vandenyno tamsių bedugnių gelmių, turi vidinį skeletą. Išimtis yra jūros agurkai ir kai kurios rūšys, kurios gyvena palaidotos po jūros dugnu. Jų griaučiai, kaip Yorkicistissusidaro iš akytų kalcito plokščių.

Šis keistas 500 milijonų metų jūros ežio giminaitis prarado savo skeletą
Kambro dygiaodžių su mineralizuotu kalcito skeletu atstovai. A. Ctenocistoidas. B. Cinkta. C. Helicoplacoid. D. Solutas. E. Eokrinoidas. F. Edrioasteroidas. Samuelis Zamora, CC BY-ND

Atneša Yorkicistis gyvenimui

Kaip paleontologai, mes siekiame suprasti išnykusius organizmus. Yorkicistis buvo didelis iššūkis, nes nėra žinomas nė vienas panašus gyvūnas, nei gyvas, nei išnykęs.

Labai mažai žinoma, kodėl ir kaip kai kurie dygiaodžiai prarado savo skeleto dalis. Tačiau molekulinės biologijos pažanga atskleidė, kad yra tam tikras genų rinkinys, atsakingas už dygiaodžių skeleto susidarymą. Visi gyvi dygiaodžiai turi šiuos genus; manome, kad tai padarė ir išnykusios grupės.

Bet į Yorkicistis, yra ryškus skirtumas tarp jo spindulių arba rankų kalcifikacijos ir jo trūkumo likusioje kūno dalyje. Tai iškelia hipotezę, kad genai, susiję su skeleto formavimu, skirtingose ​​​​skeleto dalyse galėjo veikti nepriklausomai Yorkicistis‘kūnas. Tai paslaptis, kurią galės atskleisti tik molekuliniai biologai.

Mūsų tyrimai leido mums susidaryti hipotezes apie šį gyvūną, nors lieka daug klausimų. Manome, kad be skeleto svarbioje kūno dalyje, Yorkicistis sugebėjo taupyti energiją kitiems medžiagų apykaitos procesams, tokiems kaip maitinimas ar kvėpavimas. Tai taip pat padidino lankstumą, leidžiantį aktyviau kvėpuoti siurbiant.

Yra dar viena intriguojanti galimybė: skeleto trūkumas gali būti susijęs su tam tikra apsaugos sistema nuo geluonies, pavyzdžiui, ta, kurią naudoja dabartiniai anemonai, kurie paralyžiuoja grobį geliančiomis ląstelėmis ant čiuptuvų, supančių jų burną. Tačiau į šį klausimą ir į daugelį kitų negalima atsakyti tik naudojant fosiliją.

Tačiau nuostabus atradimas Yorkicistis suteikė daugiau įžvalgos apie skirtingos evoliucijos istorijos laikotarpį Kambro sprogimo aušroje, kai vieni organizmai priėmė skeletus, kad išvengtų plėšrūnų, o kiti prisitaikė labai skirtingai.

Samuelis Zamora yra Instituto Geológico y Minero de España (IGME – CSIC) pagrindinis paleontologijos mokslininkas. Atskleidimas: Samuelis Zamora gauna finansavimą iš Ispanijos mokslo, inovacijų ir universitetų ministerijos (subsidijos Nr. CGL2017-87631), bendrai finansuojamas Europos regioninės plėtros fondo ir projekto „Aragosaurus: Recursos Geológicos y Paleoambientales“ (E18_17R), finansuojamo Aragono vyriausybė.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas.