500 millió éves kövületek oldanak meg egy évszázados rejtélyt a földi élet evolúciójában

A Gangtoucunia aspera művész általi rekonstrukciója, ahogyan az a kambriumi tengerfenéken megjelent volna, körülbelül 514 millió évvel ezelőtt. Az egyén előtérben lévő csontvázának egy részét eltávolítják, hogy megmutassák a lágy daganatot a csontvázon belül. Köszönet: Xiaodong Wang rekonstrukciója

A tudósoknak végre sikerült megfejteniük a földi élet fejlődésének évszázados rejtélyét, felfedve, hogyan néztek ki az első állatok, amelyek csontvázat készítettek. Ezt a felfedezést az a kivételesen jól megőrzött kövületgyűjtemény tette lehetővé, amelyet a keleti Yunnan tartományban, Kínában fedeztek fel. A kutatás eredményei november 2-án jelentek meg a tudományos folyóiratban Proceedings of the Royal Society B.

A kambriumi robbanásnak nevezett esemény során körülbelül 550-520 millió évvel ezelőtt, az első állatok, amelyek kemény, erős csontvázakat építettek, hirtelen egy geológiai szempillantás alatt megjelentek az ősmaradványokban. E korai kövületek közül sok egyszerű üreges cső, amelynek hossza néhány millimétertől több centiméterig terjed. A csontvázakat készítő állat típusa azonban szinte teljesen ismeretlen volt, mivel hiányoznak bennük azok a lágy részek, amelyek szükségesek ahhoz, hogy azonosítsák őket a ma is élő főbb állatcsoportokhoz tartozóként.

A Gangtoconia aspera fosszilis mintája (balra) és sematikus diagramja (jobbra) megőrizte a lágyszöveteket, beleértve a beleket és a csápokat. Köszönetnyilvánítás: Luke Parry és Guangxu Zhang

Négy minta Gangtokonya aspera Mivel a lágy szövetek még sértetlenek, beleértve a beleket és a szájrészeket, bekerült az 514 millió éves kövületek új csoportjába. Ezekből kiderül, hogy ennek a fajnak a száját egy körülbelül 5 mm (0,2 hüvelyk) hosszú, sima, el nem ágazó karmokból álló gyűrű vette körül. Valószínűleg ezeket használták zsákmányok, például kis ízeltlábúak csípésére és befogására. Az ásatások is azt mutatják Gangtokunya Vak béle volt (csak az egyik végén nyitott), belső üregekre osztva, kitöltve a cső hosszát.

Ezek a tulajdonságok ma már csak a modern medúzákban, kökörcsinekben és rokonaikban (más néven cnidarians) találhatók meg, olyan organizmusokban, amelyek lágy részei rendkívül ritkák a kövületekben. A tanulmány kimutatta, hogy ezek az egyszerű állatok az elsők között építettek szilárd csontvázakat, amelyek az ismert fosszilis feljegyzések nagy részét alkotják.

A kutatók szerint Gangtokunya Hasonlóan nézett volna ki, mint egy modern szkyphozoa medúza, merev csőszerű szerkezettel, amely az alaphordozóhoz volt rögzítve. A csáp szája kinyúlt a csőből, de behúzódhatott volna a cső belsejébe, hogy elkerülje a ragadozókat. Ellentétben az élő medúza polipjaival, a cső Gangtokunya Kalcium-foszfátból, egy kemény ásványból készül, amely a fogainkat és csontjainkat alkotja. Ezeknek az anyagoknak a használata csontvázak építésére idővel egyre ritkább lett az állatok körében.

Közeli kép a banda Tuconia aspera szájáról, amelyen láthatók a csápok, amelyekkel zsákmányt lehetett volna fogni. Köszönetnyilvánítás: Luke Parry és Guangxu Zhang

Levelező szerző dr. Luke Barry, Földtudományi Tanszék,[{” 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