‘Heel anders’ – Ontdekking van een vreemde 514 miljoen jaar oude slak verandert ons begrip van mariene organismen

Nieuw ontdekt fossiel Tsjetsjenia Aculitaeen vroeg weekdier zonder schaal maar bedekt met beschermende stekels, biedt nieuwe inzichten in de evolutie van weekdieren en wijst op een primitieve slakachtige vorm tijdens het Cambrium.

Onderzoekers hebben iets nieuws ontdekt Classificeren Een weekdier dat 500 miljoen jaar geleden leefde. Het nieuwe fossiel, dat heet Tsjetsjenia Aculita, Hieruit blijkt dat de meest primitieve weekdieren platte, schaalloze slakken waren, bedekt met een beschermend stekelig pantser. De resultaten zijn onlangs gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappen.

Het leven van weekdieren in de prehistorie onthullen

Tsjetsjenia Aculita Er zijn uitzonderlijk goed bewaarde fossielen gevonden in de oostelijke provincie Yunnan in het zuiden van China, die dateren uit een geologische periode die het Vroege Cambrium wordt genoemd, ongeveer 514 miljoen jaar geleden. Tsjetsjeens Ze zijn allemaal slechts enkele centimeters lang en bedekt met kleine stekelige kegeltjes (sclerenches) gemaakt van chitine, een stof die ook voorkomt in de schelpen van moderne krabben, insecten en sommige paddenstoelen.

Uit monsters die ondersteboven zijn bewaard, blijkt dat het onderste deel van het dier naakt was en een gespierde voet had die leek op die van een slak. Tsjetsjeens Dit soort weekdier had meer dan een half miljard jaar geleden over de zeebodem kunnen kruipen. In tegenstelling tot de meeste weekdieren, Tsjetsjeens Het had geen schild dat zijn lichaam bedekte, wat erop wijst dat het een zeer vroeg stadium in de evolutie van weekdieren vertegenwoordigt.

De conische stekels die het lichaam van Schiania aculita bedekken (links). Elektronenmicroscoopbeeld van een kegelpiek waarop de microscopische kanalen binnenin bewaard zijn gebleven (rechts). Auteursrecht: J Zhang/L Barry

Moderne weekdieren hebben een verbijsterende reeks vormen, waaronder slakken, oesters en zelfs zeer intelligente groepen zoals inktvissen en octopussen. Deze diversiteit aan weekdieren evolueerde lang geleden zeer snel, tijdens een gebeurtenis die bekend staat als de Cambrische explosie, toen alle grote groepen dieren zich snel diversifieerden. Deze snelle periode van evolutionaire verandering betekent dat er nog maar een paar fossielen over zijn die de vroege evolutie van weekdieren dateren.

“Proberen te ontrafelen hoe de gemeenschappelijke voorouder van dieren die zo verschillend zijn als inktvissen en oesters eruit zag, vormt een grote uitdaging voor evolutiebiologen en paleontologen – een uitdaging die niet kan worden opgelost door alleen de soorten te bestuderen die vandaag de dag leven. Tsjetsjeens “Dit geeft ons een unieke kijk op een tijd in de evolutie van weekdieren waarin we heel weinig fossielen hebben, en vertelt ons dat de vroegste voorouders van weekdieren gepantserde, stekelige weekdieren waren, voordat de schelpen die we bij moderne slakken en oesters zien evolueerden”, aldus de corresponderende onderzoeker. auteur Universitair hoofddocent Luke Parry, Department of Science the Earth, Universiteit van Oxford.

Reconstructie door een kunstenaar van de Chesania aculeata-plant zoals deze er in het leven uit zou hebben gezien, gezien van boven, van opzij en van onderen (van links naar rechts). Afbeelding tegoed: M. Cawthorn

Gedetailleerde analyse van de structuur van Tsjetsjenië

Omdat het lichaam Tsjetsjeens De botten waren erg zacht en samengesteld uit weefsels die normaal gesproken niet in het fossielenbestand bewaard zijn gebleven, en de exemplaren waren moeilijk te bestuderen, waarbij veel exemplaren slecht bewaard waren gebleven.

“Eerst dacht ik dat de fossielen, die slechts zo groot waren als mijn duim, onopvallend waren”, zegt eerste auteur Guangxu Zhang, onlangs gepromoveerd aan de Yunnan Universiteit in China die de exemplaren ontdekte. “Maar toen zag ik ze onder een vergrootglas glas dat ze er vreemd, stekelig en compleet anders uitzagen dan alle andere fossielen.” Ik besefte dat het weekdieren waren.”

Barry voegde eraan toe: “We hebben microscopische details gevonden in de conische stekels die het lichaam bedekken Tsjetsjeens “Deze informatie laat zien hoe ze tijdens het leven werden afgescheiden. Dit soort informatie is uiterst zeldzaam, zelfs in uitzonderlijk goed bewaarde fossielen.”

wervelkolom Tsjetsjeens Deze afbeeldingen tonen een intern systeem van kanalen met een diameter van minder dan een honderdste millimeter. Deze kenmerken laten zien dat de kegeltjes aan de basis werden afgescheiden door microvilli, kleine uitsteeksels van cellen die het oppervlak vergroten, net zoals in onze darmen, waar ze helpen voedsel te absorberen.

Evolutionaire inzichten uit Tsjetsjeense fossielen

Deze methode voor het afscheiden van harde delen is vergelijkbaar met een natuurlijke 3D-printer, waardoor veel ongewervelde dieren harde delen kunnen afscheiden met grote variaties in vorm en functie, van het bieden van verdediging tot het faciliteren van beweging.

Het is bekend dat harde stekels en borstelharen aanwezig zijn in sommige hedendaagse weekdieren (zoals chitons), maar ze zijn gemaakt van het mineraal calciumcarbonaat en niet van organische chitine zoals in Tsjetsjeens. Soortgelijke organische chitineuze filamenten worden aangetroffen in minder bekende groepen dieren zoals brachiopoden en algen, die samen met weekdieren en ringwormen (regenwormen en hun verwanten) de groep Laphotrochozoa vormen.

Barry voegde toe:Tsjetsjeens Het vertelt ons dat de stekels en stekels die we tegenwoordig bij chitons en ablachophoran-weekdieren zien, feitelijk zijn geëvolueerd uit organische harde structuren zoals die gevonden in ringwormen. Deze dieren zijn tegenwoordig heel verschillend van elkaar, dus de fossielen b.v Tsjetsjeens Vertel ons hoe ze er in een ver verleden uitzagen, kort nadat ze zich van hun gemeenschappelijke voorouders hadden afgescheiden.

Co-auteur Jacob Venter in Universiteit van Bristol Hij zei: “De hedendaagse weekdieren zijn buitengewoon uiteenlopend en hebben zich zeer snel gediversifieerd tijdens de Cambrische explosie, wat betekent dat we moeite hebben om hun vroege evolutionaire geschiedenis in kaart te brengen. We weten dat de gemeenschappelijke voorouder van alle hedendaagse weekdieren één enkele schaal had, en daarom Tsjetsjeens Het vertelt ons over een heel vroeg tijdperk in de evolutie van weekdieren, voordat de schelp zich ontwikkelde.

Co-auteur Xiaoya Ma (van de Yunnan Universiteit en de Universiteit van Exeter) zei: “Deze nieuwe ontdekking benadrukt de schat aan vroege dierlijke fossielen die bewaard zijn gebleven in de Cambrische rotsen in de provincie Yunnan. Zachte weekdieren hebben een zeer beperkt fossielenbestand, dus deze extreem zeldzame vondsten vertellen ons veel over deze verschillende dieren.

Referentie: “Cambrische weekdieren met stekelige stengels en hun diepgaande gelijkenis met sclerotia” door Guangxu Zhang, Luque A. Barry, Jacob Vinther en Xiaoya Ma, 1 augustus 2024, wetenschappen.
DOI: 10.1126/science.ado0059