Fosile vechi de 500 de milioane de ani rezolvă un puzzle vechi de secole în evoluția vieții pe Pământ

Reconstituirea artistică a Gangtoucunia aspera așa cum ar fi apărut în viață pe fundul mării Cambrian, acum aproximativ 514 milioane de ani. Individul din prim plan are o parte din schelet îndepărtată pentru a arăta polipul moale din interiorul scheletului. Credit: Reconstrucție de Xiaodong Wang

Oamenii de știință au rezolvat în sfârșit un puzzle vechi de secole în evoluția vieții pe pământ, dezvăluind cum arătau primele animale care au făcut schelete. Această descoperire a fost posibilă datorită unei colecții de fosile excepțional de bine conservate, descoperite în provincia estică Yunnan, China. Rezultatele cercetării au fost publicate pe 2 noiembrie în jurnalul științific Proceedings of the Royal Society B.

Într-un eveniment numit Explozia Cambriană în urmă cu aproximativ 550 până la 520 de milioane de ani, primele animale care au construit schelete dure și robuste apar brusc în înregistrarea fosilelor într-o clipă geologică. Multe dintre aceste fosile timpurii sunt simple tuburi goale, cu lungimea de la câțiva milimetri până la câțiva centimetri. Cu toate acestea, tipul de animale care au făcut aceste schelete era aproape complet necunoscut, deoarece nu aveau conservarea părților moi necesare pentru a le identifica ca aparținând grupurilor majore de animale care sunt încă în viață astăzi.

Specimen fosil (stânga) și diagramă (dreapta) de Gangtoucunia aspera care păstrează țesutul moale, inclusiv intestinul și tentaculul. Credit: Luke Parry și Guangxu Zhang

Patru exemplare de Gangtoucunia aspera cu țesuturi moi intacte, inclusiv intestinul și părțile bucale, sunt incluse în noua colecție de fosile vechi de 514 milioane de ani. Acestea arată că această specie avea o gură căptușită cu un inel de tentacule netede, neramificate, de aproximativ 5 mm (0,2 inchi) lungime. Este probabil că acestea au fost folosite pentru a înțepa și captura prada, cum ar fi artropodele mici. Fosilele arată și asta Gangtocunia avea un intestin orb (deschis doar la un capăt), împărțit în cavități interne, care umpleau lungimea tubului.

Acestea sunt caracteristici întâlnite astăzi doar la meduzele moderne, anemonele și rudele lor apropiate (numite cnidari), organisme ale căror părți moi sunt extrem de rare în evidența fosilă. Studiul arată că aceste animale simple au fost printre primii care au construit scheletele dure care alcătuiesc o mare parte din înregistrările fosile cunoscute.

Potrivit cercetătorilor, Gangtocunia ar fi semănat cu polipi moderni ai meduzei scifozoare, cu o structură tubulară tare ancorată de substratul de bază. Gura tentaculului s-ar fi extins în afara tubului, dar ar fi putut fi retrasă în interiorul tubului pentru a evita prădătorii. Spre deosebire de polipii vii ai meduzei, totuși, tubul de Gangtocunia a fost făcut din fosfat de calciu, un mineral dur care ne formează dinții și oasele. Utilizarea acestui material pentru a construi schelete a devenit mai rară la animale de-a lungul timpului.

Fotografie în prim-plan a regiunii gurii Gangtoucunia aspera care arată tentaculele care ar fi fost folosite pentru a captura prada. Credit: Luke Parry și Guangxu Zhang

Autor corespondent Dr. Luke Parry, Departamentul de Științe Pământului,[{” 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