„Soha nem láttam még ilyet” – A szokatlan 550 millió éves kövület megoldja a fosszilis paradoxont

A kutatás új betekintést nyújt az állatok korai evolúciójába.

A Virginia Tech Shuhai Xiao vezette kutatók 550 millió éves tengeri szivacskövületet fedeztek fel, ami rávilágít a 160 millió éves hiányosságra a kövületek nyilvántartásában. Ez a kövület, amely azt sugallja, hogy a korai szivacsokból hiányoztak az ásványi csontvázak, új betekintést nyújt az egyik legrégebbi állat evolúciójába, és befolyásolja azt, ahogyan a paleontológusok az ősi szivacsok után kutatnak.

Első pillantásra az egyszerű tengeri szivacs nem tűnik titokzatos lénynek. Nincs agya. Nincs bél. Nem probléma, ha 700 millió éves múltra tekint vissza. A meggyőző szivacskövületek azonban csak körülbelül 540 millió éves múltra tekintenek vissza, így 160 millió évnyi rést hagytak a kövületek nyilvántartásában.

A folyóiratban június 5-én megjelent cikkben természetShuhai Xiao, a Virginia Tech geobiológusa és munkatársai egy 550 millió éves, „elveszett évek” tengeri szivacsáról számoltak be, és azt sugallták, hogy még régebbi tengeri szivacsok még nem fejlesztettek ki ásványi csontvázakat, új kritériumokat biztosítva az elveszett kövületek felkutatásához.

A tengeri szivacsok eltűnésének rejtélye egy paradoxon körül forog. A molekuláris óra becslései, amelyek magukban foglalják az idővel felhalmozódó genetikai mutációk számának mérését, azt sugallják, hogy a szivacsok körülbelül 700 millió évvel ezelőtt alakulhattak ki. Ilyen régi kőzetekben azonban nem találtak meggyőző szivacskövületeket.

Ez a rejtély hosszú évek óta vita tárgya a zoológusok és a paleontológusok körében.

Ez a legújabb felfedezés kitölti az egyik legrégebbi állat evolúciós családfáját, megmagyarázva az ősi sziklákban való szembetűnő hiányukat, és összekapcsolja a pontokat Darwin kérdéseivel, hogy mikor fejlődtek ki.

Xiao úttörő felfedezése

Xiao, akit nemrégiben neveztek ki a Nemzeti Tudományos Akadémiára, öt éve látta először a kövületet, amikor egy munkatársa elküldte neki a Jangce folyó mentén Kínában feltárt példány fényképét. „Soha nem láttam még ehhez hasonlót” – mondta Xiao, a College of Science egyik oktatója. – Szinte azonnal rájöttem, hogy ez valami új.

Xiao és kollégái a Cambridge-i Egyetemről és a Nanjing Geológiai és Őslénytani Intézetről sorra kezdték el kizárni a lehetőségeket: nincs tengeri spricc, tengeri kökörcsin és korall. Lehetséges, hogy egy megfoghatatlan ősi tengeri szivacs, tűnődtek?

Shuhai Xiao, a Virginia Tech geobiológusa és kollégái egy 550 millió éves tengeri szivacskövületről számoltak be, amely hiánypótló az egyik legrégebbi állat evolúciós családfáján. Fotó: Spencer Coppage, Virginia Tech. Köszönetnyilvánítás: Spencer Coppage, Virginia Tech

Egy korábbi, 2019-ben publikált tanulmányban Xiao és csapata javasolta A korai szivacsok nem hagytak maguk után kövületeket, mert nem fejlesztették ki azt a képességet, hogy létrehozzák a ma tengeri szivacsokra jellemző kemény, tűszerű struktúrákat, úgynevezett spiculusokat.

Xiao csapatának tagjai a szivacsok evolúcióját követték nyomon a kövületi leleteken keresztül. Ahogy haladtak vissza az időben, a szivacsok tüskéi szervesebb összetételűek lettek, és kevésbé mineralizálódtak.

„Ha extrapolálunk, az első lények valószínűleg puha testű lények voltak, teljesen szerves csontvázzal és egyáltalán nem tartalmaztak ásványi anyagokat” – mondta Xiao. „Ha ez igaz, akkor csak nagyon különleges körülmények között tudnák túlélni a megkövültséget, ahol a gyors megkövesedés megelőzi a bomlást.”

Később, 2019-ben Xiao nemzetközi kutatócsoportja talált egy ilyen körülmények között megőrződött szivacskövületet: egy vékony tengeri karbonátos kőzetréteget, amelyről ismert, hogy rengeteg lágy testű állatot, köztük néhány mikroorganizmust őriz. A legrégebbi mobil állatok.

„Gyakran előfordul, hogy ez a fajta kövület elveszett a fosszilis nyilvántartásban” – mondta Xiao. „Az új felfedezés ablakot nyit a korai állatokba, mielőtt szilárd részekre fejlődnének.”

Új fosszilis felfedezés és következményei

Az új szivacskövület felületét szabályos dobozok összetett sora tűzi ki, amelyek mindegyike kisebb, azonos dobozokra van osztva.

„Ez a konkrét minta arra utal, hogy megkövesedett tengeri szivacsaink a legszorosabb rokonságban állnak egy adott fajjal Osztályozás „Üvegszivacsból készült” – mondta Xiaoping Wang, a Nanjing Geológiai és Őslénytani Intézet és a Cambridge-i Egyetem posztdoktori kutatója.

Az új szivacskövület másik váratlan aspektusa a mérete. „Amikor korai szivacskövületeket kerestem, arra számítottam, hogy nagyon kicsik” – mondta Alex Liu, a Cambridge-i Egyetem munkatársa. „Az új kövület körülbelül 15 hüvelyk hosszú, viszonylag összetett kúpos testelvű, ami megkérdőjelezi a korai szivacsok megjelenésével kapcsolatos sok várakozásunkat.”

Míg a kövület kitölt néhány hiányzó évet, fontos útmutatást ad a kutatóknak arra vonatkozóan, hogyan kereshetik ezeket a kövületeket – ami remélhetőleg a későbbiekben bővíti majd a korai állatok evolúciójának megértését.

„A felfedezés arra utal, hogy az első szivacsok szivacsosak lehettek, de nem üvegesek” – mondta Xiao. „Most már tudjuk, hogy ki kell tágítanunk nézetünket, amikor korai szivacsokat keresünk.”

Hivatkozás: „A szivacsfauna a késői ediacarai koronacsoportból”, Xiaoping Wang, Alexander J. Liu, Zhi Chen, Chengxi Wu, Yarong Liu, Bin Wan, Qi Pang, Quanming Zhou, Shunlai Yuan és Shuhai Xiao, 2024. június 5. természet.
DOI: 10.1038/s41586-024-07520-y