Окаменелости возрастом 500 миллионов лет раскрывают многовековую тайну эволюции жизни на Земле

Ученым наконец удалось разгадать многовековую загадку эволюции жизни на Земле, раскрыв, как выглядели первые животные, создававшие скелеты. Это открытие стало возможным благодаря исключительно хорошо сохранившейся коллекции окаменелостей, обнаруженных в восточной провинции Юньнань в Китае. Результаты исследования были опубликованы 2 ноября в научном журнале Труды Королевского общества B.

Во время события, называемого Кембрийским взрывом около 550-520 миллионов лет назад, в летописи окаменелостей в мгновение ока появились первые животные, которые построили крепкие, прочные скелеты. Многие из этих ранних окаменелостей представляют собой простые полые трубки длиной от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Однако тип животного, из которого были сделаны эти скелеты, был почти полностью неизвестен, поскольку в них не сохранились мягкие части, необходимые для идентификации их как принадлежащих к основным группам животных, живущих до сих пор.

Ископаемый образец (слева) и схематическая диаграмма (справа) Gangtoconia aspera сохранили мягкие ткани, включая кишечник и щупальца. Предоставлено: Люк Пэрри и Гуансюй Чжан.

Четыре образца Гангтоконья аспера С неповрежденными мягкими тканями, включая кишечник и части рта, он был включен в новую группу окаменелостей возрастом 514 миллионов лет. Они показывают, что у этого вида был рот, окруженный кольцом гладких неразветвленных когтей длиной около 5 мм (0,2 дюйма). Вполне вероятно, что они использовались, чтобы жалить и захватывать добычу, например, мелких членистоногих. Раскопки также показывают, что Гангтокунья Он имел слепой кишечник (открытый только с одного конца), разделенный на внутренние полости, заполняющие всю длину трубки.

Эти особенности сегодня встречаются только у современных медуз, анемонов и их родственников (известных как книдарии), организмов, мягкие части которых крайне редко встречаются в летописи окаменелостей. Исследование показало, что эти простые животные были одними из первых, кто построил твердые скелеты, которые составляют большую часть известной палеонтологической летописи.

По мнению исследователей, Гангтокунья Он был бы похож на современную сцифозную медузу с жесткой трубчатой ​​структурой, прикрепленной к основному субстрату. Рот щупальца выходил из трубки, но мог втягиваться внутрь трубки, чтобы избежать хищников. В отличие от полипов живых медуз трубка Гангтокунья Состоит из фосфата кальция, твердого минерала, из которого состоят наши зубы и кости. Использование этих материалов для создания скелетов среди животных со временем стало более редким.

Крупный план устья банды Tuconia aspera, на котором видны щупальца, которыми можно было ловить добычу. Предоставлено: Люк Пэрри и Гуансюй Чжан.

Соответствующий автор Dr. Люк Бэрри, Департамент наук о Земле,[{» 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