Głowa Youti Yuanshi, pokazujący (od lewej) widok zewnętrzny od dołu; narządy wewnętrzne, z pominięciem narządów brzusznych; narządy wewnętrzne; (po prawej) widok ukośny przedstawiający anatomię wewnętrzną. Źródło: Emma J. Long
Naukowcy z Uniwersytetu w Durham odkryli niezwykle szczegółową skamieniałość Youti yuanshi sprzed 520 milionów lat, ujawniając istotne ewolucyjne spostrzeżenia na temat złożonej anatomii i rozwoju wczesnych stawonogów.
Niedawne badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Durham odsłoniły wyjątkowo rzadką i szczegółową skamieniałość o nazwie Youti Yuanshidając wgląd w jednego z najwcześniejszych przodków współczesnych owadów, pająków, krabów i stonogów.
Ta skamielina pochodzi sprzed ponad 520 milionów lat, z okresu kambru, kiedy po raz pierwszy ewoluowały główne grupy zwierząt, które znamy dzisiaj. Skamieniałość ta należy do grupy zwanej stawonogami, do której zaliczają się współczesne owady, pająki i kraby. Tym, co czyni tę skamielinę tak wyjątkową, jest to, że maleńka larwa, nie większa niż ziarnko maku, ma zachowane narządy wewnętrzne w wyjątkowej jakości.
Wirtualna sekcja Youti Yuanshi, ukazujący wewnętrzną strukturę głównej (okołotrzewnej) jamy ciała. Przejdź na lewo od obrazu. Źródło: Emma J. Long
Wykorzystanie zaawansowanych technik skaningowych synchrotronowej tomografii rentgenowskiej przy ul Źródło światła diamentubrytyjskiego krajowego ośrodka nauki o synchrotronach, badacze wygenerowali obrazy 3D miniaturowych obszarów mózgu, gruczołów trawiennych, prymitywnego układu krążenia, a nawet śladów nerwów zaopatrujących proste nogi i oczy larwy.
Ta skamielina pozwala badaczom zajrzeć pod skórę jednego z pierwszych przodków stawonogów. Poziom złożoności anatomii pokazuje, że ci pierwsi krewni stawonogów byli znacznie bardziej zaawansowani, niż sądzili naukowcy.
Spostrzeżenia czołowych badaczy
Główny badacz, dr Martin Smith z Uniwersytetu w Durham, powiedział: „Kiedy marzyłem o skamieniałości, którą najbardziej chciałbym odkryć, zawsze myślałem o larwie stawonoga, ponieważ dane rozwojowe mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia ich rozwoju. ewolucja. Ale larwy są tak małe i delikatne, że szanse na znalezienie skamieniałej larwy są praktycznie zerowe – a przynajmniej tak myślałem! Wiedziałem już, że ta prosta, przypominająca robaka skamielina jest czymś wyjątkowym, ale kiedy zobaczyłem niesamowite struktury zachowane pod jej skórą, szczęka mi po prostu opadła – jak te skomplikowane cechy mogły uniknąć rozkładu i nadal tu być, aby zobaczyć je pół miliarda lat później ?”
Złożony obraz przedstawiający układy narządów wewnętrznych z przodu, w środku i z tyłu Youti Yuanshi. Źródło: Emma J. Long
Współautorka badania, dr Katherine Dobson z Uniwersytetu Strathclyde, powiedziała: „Zawsze ciekawie jest zobaczyć, co znajduje się w próbce za pomocą obrazowania 3D, ale w przypadku tej niesamowitej małej larwy naturalna skamieniałość pozwoliła zachować się niemal idealnie”.
Znaczenie ewolucyjne
Badanie tej starożytnej larwy dostarcza kluczowych wskazówek na temat etapów ewolucyjnych wymaganych, aby proste stworzenia robakopodobne przekształciły się w wyrafinowany plan ciała stawonoga z wyspecjalizowanymi kończynami, oczami i mózgiem. Na przykład skamielina ujawnia obszar mózgu przodków, „protomózg”, który później utworzył wypustkę podzielonej na segmenty i wyspecjalizowanej głowy stawonoga z różnymi przydatkami, takimi jak czułki, narządy gębowe i oczy.
Ta złożona głowa umożliwiła stawonogom prowadzenie różnorodnego stylu życia i pozwoliła naukowcom stać się organizmami dominującymi w oceanach kambryjskich. Takie szczegóły pomagają również prześledzić, w jaki sposób współczesne stawonogi zyskały niesamowitą złożoność anatomiczną i różnorodność, dzięki czemu stały się obecnie najliczniejszą grupą zwierząt.
Naukowcy podkreślają, że skamielina wypełnia istotną lukę w naszej wiedzy na temat powstania planu ciała stawonogów i jego sukcesu podczas kambryjskiej eksplozji życia.
Ten niezwykły okaz znajduje się na Uniwersytecie Yunnan w Chinach, gdzie został pierwotnie odkryty.
Odniesienie: „Układy narządów kambryjskiej larwy euarthropoda” autorstwa Martina R. Smitha, Emmy J. Long, Alavyi Dhungany, Katherine J. Dobson, Jie Yang i Xiguang Zhang, 31 lipca 2024 r., Natura.
DOI: 10.1038/s41586-024-07756-8
