تملأ الأنواع المنقرضة فجوة مربكة في سجل الحفريات

يكشف البحث أن Yunnanzoans هي أقدم الفقاريات الجذعية.

النتائج الجديدة تجيب على أسئلة في سجل الحفريات.

لقد حيرت العلماء لفجوة محيرة في سجل الحفريات تشرح تطور اللافقاريات. تشترك الفقاريات في ميزات فريدة مثل العمود الفقري والجمجمة ، وتشمل الأسماك والبرمائيات والزواحف والطيور والثدييات والبشر. من ناحية أخرى ، فإن اللافقاريات حيوانات ليس لها عمود فقري.

كانت العملية التطورية التي حولت اللافقاريات إلى فقاريات – وما كانت تبدو عليه تلك الفقاريات المبكرة – لغزًا للعلماء لعدة قرون.

أجرى فريق من العلماء الآن دراسة على yunanozoans ، وهي أنواع منقرضة من أوائل العصر الكمبري (قبل 518 مليون سنة) ، ووجدوا دليلًا على أنها أقدم فقاريات جذعية. الفقاريات الحبال هو مصطلح يشير إلى الفقاريات المنقرضة ، ولكنه يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالفقاريات الحية.

نشر علماء من معهد نانجينغ للجيولوجيا وعلم الحفريات والأكاديمية الصينية للعلوم وجامعة نانجينغ نتائجهم في 7 يوليو 2022 في المجلة. علوم.

الجذع الفقاريات Yunnanzoan. الائتمان: Fangchen Zhao

على مر السنين ، بينما درس الباحثون كيفية تطور الفقرات ، كان التركيز الرئيسي للبحث هو الأقواس البلعومية. هذه هي الهياكل التي تتكون منها أجزاء من الوجه والرقبة ، مثل العضلات والعظام والنسيج الضام. افترض العلماء أن القوس البلعومي قد تطور من القضيب الغضروفي غير المندمج لأسلاف الفقاريات ، مثل السلالات الحبلية ، وهي من اللافقاريات وثيقة الصلة بالفقاريات. ومع ذلك ، ليس من المؤكد ما إذا كان هذا التشريح موجودًا بالفعل في الأسلاف القدامى.

في محاولة لفهم دور القوس البلعومي في الفقاريات القديمة بشكل أفضل ، قام فريق البحث بفحص أحافير من ذوات القرون الرخوة التي عثر عليها في مقاطعة يونان بالصين. على مر السنين ، درس الباحثون eunanozoans باستنتاجات مختلفة حول كيفية تفسير تشريح الكائن الحي. تمت مناقشة علاقة Eunanozoans منذ ما يقرب من ثلاثة عقود ، مع نشر العديد من الأوراق البحثية التي تدعم وجهات نظر مختلفة ، بما في ذلك أربعة. طبيعة سجية و علوم.

شرع فريق البحث في فحص عينات أحافير yunanozoan التي تم جمعها حديثًا بطرق غير مستكشفة سابقًا ، وإجراء فحص تشريحي وبنية تحتية عالي الدقة. احتوت العينات الـ 127 التي فحصوها على بقايا كربونية محفوظة جيدًا والتي سمحت للفريق بإجراء ملاحظات البنية التحتية والتحليلات الجيوكيميائية التفصيلية.

استخدم الفريق التصوير المجهري بالأشعة السينية ، والفحص المجهري الإلكتروني ، والمجهر الإلكتروني للإرسال ، ومطياف رامان ، والتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه ، والتحليل الطيفي للأشعة السينية المشتت للطاقة على عينات الأحافير. أكدت دراستهم من نواحٍ عديدة أن حيوانات يونوزوان لديها غضروف خلوي في الحنجرة ، وهي ميزة يُعتقد أنها تنفرد بها الفقاريات. تدعم النتائج التي توصل إليها الفريق أن yunanozoans من الفقاريات الجذعية. تظهر نتائج دراستهم أن yunanozoans هي الأقارب الأقدم والأكثر بدائية للفقاريات من مجموعة التاج.

خلال دراستهم ، لاحظ الفريق أن جميع الأقواس البلعومية السبعة في أحافير Yunnanzoan كانت متشابهة مع بعضها البعض. تحتوي جميع المنحنيات على أقسام وألياف تشبه الخيزران. جميع الأقواس المجاورة متصلة بقضبان أفقية ظهرية وبطنية ، مكونة سلة. الهيكل العظمي البلعومي الذي يشبه السلة هو ميزة موجودة في الأسماك الحديثة الخالية من الفك مثل الجلكى وسمك الهاg.

قالت دراسة أجرتها جامعة نانجينغ ونانجينغ: “يوجد نوعان من الهياكل العظمية البلعومية – تشبه السلال والأنواع المعزولة – في الكامبري والفقاريات الحية. وهذا يشير إلى أن شكل الهياكل العظمية البلعومية له تاريخ تطوري مبكر أكثر تعقيدًا مما كان يعتقد سابقًا”. معهد الجيولوجيا وعلم الحفريات ، الأكاديمية الصينية للعلوم ، قال تيان كينجي ، المعلم الأول.

قدم بحثهم للفريق رؤى جديدة حول الهياكل التفصيلية للأقواس الحنجرية. تدعم الملاحظات التشريحية الجديدة للفريق في دراستهم تطور eunanozoans في قاعدة شجرة الحياة الفقارية.

المرجع: تشينغيي تيان ، فانغشين تشاو ، هان تشنغ ، ماويان تشو ، وبايو جيانغ ، 7 يوليو 2022 ، “البنية التحتية تكشف عن الهيكل العظمي الفقاري الأسلاف في منطقة يوننانزوان” علوم.
DOI: 10.1126 / science.abm2708

يضم فريق البحث تشينغيي تيان من جامعة نانجينغ (NJU) ومعهد نانجينغ للجيولوجيا وعلم الأحافير ، الأكاديمية الصينية للعلوم (NIGPAS). Fangchen Zhao و Han Zeng من NIGPAS ؛ Maoyan Zhu من NIGPAS والأكاديمية الصينية للعلوم ؛ و Baoyu Jiang من NJU.

تم تمويل هذا البحث من قبل برنامج البحوث ذات الأولوية الاستراتيجية (B) التابع للأكاديمية الصينية للعلوم والمؤسسة الوطنية للعلوم في الصين.