„Никога преди не съм виждал нещо подобно“ – Необичаен фосил на 550 милиона години разрешава палеонтологичния парадокс

Пионерското откритие на вкаменелост от морска гъба на 550 милиона години предоставя нови прозрения за еволюцията на гъбите и насочва бъдещите изследвания на вкаменелости. Реконструкция на мястото на живот на Хеликолос на морското дъно на Едиакара. Кредит: Юан Сунлай

Изследването предоставя нови прозрения за ранната еволюция на животните.

Изследователи, ръководени от Shuhai Xiao от Virginia Tech, са открили вкаменелост от морска гъба на 550 милиона години, подчертавайки празнина от 160 милиона години във вкаменелостите. Тази вкаменелост, която предполага, че ранните гъби не са имали минерални скелети, предоставя нови прозрения за еволюцията на едно от най-старите животни и влияе върху начина, по който палеонтолозите търсят древни гъби.

На пръв поглед простата морска гъба не изглежда мистериозно създание. Без мозък. Без инстинкт. Няма проблем, че датира от преди 700 милиона години. Въпреки това, убедителните вкаменелости на гъба датират само от около 540 милиона години, оставяйки празнина от 160 милиона години във вкаменелостите.

В статия, публикувана на 5 юни в списанието природагеобиологът Шухай Сяо от Virginia Tech и неговите сътрудници съобщиха за морска гъба на 550 милиона години от „изгубени години“ и предположиха, че дори по-старите морски гъби все още не са развили минерални скелети, предоставяйки нови критерии за търсене на изгубени вкаменелости.

Мистерията с изчезването на морските гъби се върти около един парадокс. Оценките на молекулярния часовник, които включват измерване на броя на генетичните мутации, които се натрупват с течение на времето, предполагат, че гъбите трябва да са еволюирали преди около 700 милиона години. Въпреки това не са открити убедителни вкаменелости на гъба в толкова стари скали.

В продължение на много години тази мистерия е била обект на дебат сред зоолози и палеонтолози.

Това последно откритие попълва еволюционното родословно дърво на едно от най-старите животни, обяснявайки очевидното им отсъствие в древните скали и свързвайки точките с въпросите на Дарвин за това кога са се развили.

Пионерското откритие на Xiao

Сяо, наскоро назначен в Националната академия на науките, видя за първи път вкаменелостите преди пет години, когато сътрудник му изпрати снимка на екземпляр, изкопан по поречието на река Яндзъ в Китай. „Никога преди не съм виждал нещо подобно“, каза Сяо, член на факултета в Колежа по наука. „Почти веднага разбрах, че е нещо ново.“

Сяо и колегите му от университета в Кеймбридж и Института по геология и палеонтология в Нанкин започнаха да изключват възможностите една по една: без морска струя, без морска анемона и без корали. Може ли това да е неуловима древна морска гъба, чудеха се те?

Shuhai Xiao, геобиолог от Virginia Tech, и колегите му съобщиха за фосил на морска гъба на 550 милиона години, запълвайки празнина в еволюционното родословно дърво на едно от най-старите животни. Снимка от Спенсър Копадж за Virginia Tech. Кредит: Спенсър Копадж за Virginia Tech

В предишно проучване, публикувано през 2019 г. Xiao и неговият екип предложиха Ранните гъби не са оставили вкаменелости, защото не са развили способността да генерират твърди, иглоподобни структури, известни като спикули, които характеризират днешните морски гъби.

Членовете на екипа на Сяо проследиха еволюцията на гъбите чрез вкаменелостите. Когато се върнаха назад във времето, спикулите на гъбите станаха по-органични по състав и по-малко минерализирани.

„Ако екстраполирате, първите същества вероятно са били същества с меко тяло с напълно органични скелети и без никакви минерали“, каза Сяо. „Ако това е вярно, те биха могли да оцелеят във вкаменяването само при много специални условия, при които бързото вкаменяване надделява над разлагането.“

По-късно през 2019 г. международният изследователски екип на Xiao откри вкаменелост от гъба, запазена при такива условия: тънък слой морска карбонатна скала, за която е известно, че съхранява изобилие от животни с меко тяло, включително някои микроорганизми. Най-старите подвижни животни.

„По-често този тип вкаменелости се губят във вкаменелостите“, каза Сяо. „Новото откритие предоставя прозорец към ранните животни, преди те да се развият в твърди части.“

Ново откритие на вкаменелости и неговите последици

Повърхността на новата вкаменелост на гъбата е обсипана със сложен набор от правилни кутии, всяка разделена на по-малки, идентични кутии.

„Този ​​специфичен модел предполага, че нашите фосилизирани морски гъби са най-тясно свързани с определен вид Класифицирайте „Направен е от стъклена гъба“, каза Сяопин Уанг, постдокторант в Института по геология и палеонтология в Нанкин и Университета в Кеймбридж.

Друг неочакван аспект на новата фосилна гъба е нейният размер. „Когато търсих ранни вкаменелости от гъби, очаквах да са много малки“, каза сътрудникът Алекс Лиу от университета в Кеймбридж. „Новият фосил е дълъг около 15 инча със сравнително сложен коничен план на тялото, което предизвиква много от нашите очаквания за появата на ранните гъби.“

Въпреки че вкаменелостите запълват някои липсващи години, те също така предоставят на изследователите важни насоки как да търсят тези вкаменелости – което се надяваме да разшири разбирането за ранната еволюция на животните по-късно.

„Откритието предполага, че първите гъби може да са били гъбести, но не и стъклени“, каза Сяо. „Сега знаем, че трябва да разширим погледа си, когато търсим ранни гъби.“

Справка: „Гъбена фауна от късната едиакарска коронна група“ от Xiaoping Wang, Alexander J. Лиу, Джи Чен, Ченгси У, Яронг Лиу, Бин Уан, Ци Панг, Куанминг Джоу, Шунлай Юан и Шухай Сяо, 5 юни 2024 г. природа.
DOI: 10.1038/s41586-024-07520-y