Позвоночные животные доминируют в экосистемах Земли сотни миллионов лет, однако их происхождение в процессе эволюции не вполне ясно. Детальное исследование юньнанозоона (примитивного морского животного, жившего в кембрийском периоде) и его жаберных дуг позволило назвать его самой древней предковой формой типа хордовых, а значит, и всех позвоночных.
Зоологи обычно разделяют всех животных на две группы. Первая — это позвоночные: крупные и активные существа с позвоночником, которых наряду с примитивными родичами вроде ланцетника и асцидий относят к типу хордовых. Вторая группа — беспозвоночные: это «сборная солянка» из животных с самым различным устройством и происхождением.
При этом возникновение первых хордовых — примитивных предков позвоночных — во многом остается загадкой. Палеонтологи уверенно относят это событие к началу кембрийского периода, то есть ко времени более 500 миллионов лет назад. Тогда же, во время «кембрийского взрыва», возникло большинство типов беспозвоночных животных, которые до сих пор обитают на Земле.
В населявшем кембрийские моря бестиарии было немало существ, в той или иной мере напоминающих хордовых: среди них — ветуликолии, метасприггина, пикайя и не только. Авторы новой статьи в ведущем научном журнале Science обратили внимание на одно из таких животных — юньнанозоона. Этот род включает в себя единственный вид — Yunnanozoon lividum. Он обитал на территории современного Китая в начале кембрийского периода и относится к специфической фауне маотяньшанских сланцев.
На сей раз китайские исследователи обратили внимание на строение жабр юньнанозоона и скелетные структуры его глотки. Дело в том, что именно эта часть животного позволяет уверенно судить о его принадлежности к хордовым. В процессе дальнейшей эволюции жаберные дуги стали основой для скелета челюстей, черепа, а также шеи позвоночных. Считается, что прародитель огромной родословной позвоночных и вообще хордовых имел на месте всего этого просто набор хрящевых стержней.
Чтобы выяснить, чем дышал юньнанозоон, палеонтологам потребовался целый арсенал современных методов: рентгеновская микротомография, сканирующая и электронная микроскопия и так далее. Их использовали при изучении ряда новых находок Yunnanozoon lividum.
Оказалось, жаберные дуги юньнанозоона состоят из хряща, имеющего внеклеточный матрикс (то есть структурную основу ткани), который образован главным образом микрофибриллами. Такая конструкция характерна именно для хордовых, из чего следует: речь идет о самом древнем из известных предков позвоночных и ряда прочих хордовых.
«У кембрийских и современных позвоночных встречаются два разных типа жаберного скелета — напоминающий корзину (именно такой имеет юньнанозоон — Прим. ред.) и изолированный. Следовательно, эволюция этой части скелета вначале была сложнее, чем принято считать», — подчеркнул профессор Тянь (Tian Qingyi), руководитель нового исследования.