500 miljoen jaar oude fossielen lossen een eeuwenoud mysterie op in de evolutie van het leven op aarde

Wetenschappers zijn er eindelijk in geslaagd een eeuwenoud mysterie in de evolutie van het leven op aarde op te lossen en te onthullen hoe de eerste dieren die skeletten maakten eruit zagen. Deze ontdekking werd mogelijk gemaakt door de uitzonderlijk goed bewaard gebleven verzameling fossielen die werd ontdekt in de oostelijke provincie Yunnan, China. De resultaten van het onderzoek zijn op 2 november gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Proceedings van de Royal Society B.

Tijdens een gebeurtenis genaamd de Cambrische explosie, ongeveer 550-520 miljoen jaar geleden, verschenen de eerste dieren die taaie, sterke skeletten bouwden plotseling in een oogwenk in het fossielenbestand. Veel van deze vroege fossielen zijn eenvoudige holle buizen die in lengte variëren van enkele millimeters tot enkele centimeters. Het type dier dat deze skeletten maakte, was echter bijna volledig onbekend, omdat ze het behoud van de zachte delen missen die nodig zijn om ze te identificeren als behorend tot grote groepen dieren die vandaag nog leven.

Fossiel exemplaar (links) en schematisch diagram (rechts) van Gangtoconia aspera bewaarde zachte weefsels, waaronder darm en tentakels. Krediet: Luke Parry en Guangxu Zhang

Vier monsters van Gangtokonya aspera Met nog intacte zachte weefsels, inclusief de darmen en monddelen, werd het opgenomen in de nieuwe groep van 514 miljoen jaar fossielen. Hieruit blijkt dat deze soort een mond had omgeven door een ring van gladde, onvertakte klauwen van ongeveer 5 mm (0,2 inch) lang. Waarschijnlijk werden deze gebruikt om prooien, zoals kleine geleedpotigen, te steken en te vangen. Uit opgravingen blijkt ook dat Gangtokunya Hij had een blinde darm (slechts aan één uiteinde open), verdeeld in interne holtes, die de lengte van de buis vulden.

Deze kenmerken worden tegenwoordig alleen gevonden in moderne kwallen, anemonen en hun verwanten (bekend als cnidarians), organismen waarvan de zachte delen uiterst zeldzaam zijn in het fossielenbestand. De studie toonde aan dat deze eenvoudige dieren een van de eersten waren die solide skeletten bouwden die een groot deel van het bekende fossielenbestand vormen.

Volgens de onderzoekers is Gangtokunya Het zou lijken op een moderne scyphozoa-kwal, met een stijve buisvormige structuur die op een basissubstraat is bevestigd. De mond van de tentakel stak uit de buis, maar had zich in de buis kunnen terugtrekken om roofdieren te vermijden. In tegenstelling tot de poliepen van levende kwallen, is de buis Gangtokunya Gemaakt van calciumfosfaat, een hard mineraal waaruit onze tanden en botten bestaan. Het gebruik van deze materialen om skeletten te bouwen is in de loop van de tijd zeldzamer geworden onder dieren.

Een close-up van de monding van de Tuconia aspera van de Bende met de tentakels die gebruikt hadden kunnen worden om een ​​prooi te vangen. Krediet: Luke Parry en Guangxu Zhang

Corresponderende auteur Dr. Luke Barry, Departement Aardwetenschappen,[{” 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