Странное существо, которое жило в земных океанах более полумиллиарда лет назад, похоже, является самым ранним родственником позвоночных, обнаруженным нами до сих пор.
Он называется Юннаносоан и относится к раннему кембрию около 518 миллионов лет назад. Как обнаружили палеонтологи, черты хрящей, обнаруженные в их окаменелостях, сопоставимы с современными позвоночными.
Это говорит о том, что животные являются родительскими позвоночными, вымершей сестринской группой по отношению к группе, от которой произошли современные позвоночные. Глоточные дуги являются ключевым нововведением, которое, возможно, способствовало эволюции челюстей и мозга позвоночных, пишет в исследовании команда под руководством Цинъи Тяня из Нанкинского университета и Китайской академии наук в Китае.
Скелет горла спорных кембрийских животных, известных как юннаносоанцы, может содержать самые старые окаменелости, ограничивающие эволюцию ранней дуги, но их связь с эволюцией позвоночных все еще остается спорной.
Ученым было непросто проследить эволюцию позвоночных до их туманного происхождения. За сотни миллионов лет стираются и уничтожаются следы жизни; при благоприятных условиях могут остаться окаменелости, но их часто очень трудно интерпретировать, особенно очень старые и очень странные.
Юннаносоанцы очень старые и очень странные. На протяжении десятилетий ученые ломали голову над тем, где это существо занимает древо жизни, основываясь на исследованиях и конкурирующих интерпретациях древних окаменелостей, извлеченных из сланцев Маотяньшань в Китае, и в надежде прояснить этот вопрос Тянь и его коллеги приступили к изучению 127 недавно собранных окаменелости.
Эти окаменелости были подвергнуты ряду методов, ранее не использовавшихся в Юньнаньзоане, включая рентгеновскую микротомографию, сканирующую и просвечивающую электронную микроскопию, спектрометрию комбинационного рассеяния и картирование элементов с использованием спектрометрии энергетической дисперсии. Их результаты выявили ранее неизвестные детали анатомии юннаносоанца.
Глоточная дуга представляет собой структуру, которая возникает во время эмбрионального развития позвоночных организмов и является предшественником многих различных частей лица и челюсти, в зависимости от организма. У рыб эти арки известны как разветвленные арки и служат для поддержки жабр.
Ученые считают, что у предков позвоночных глоточная дуга развилась из неразделенного хрящевого тела, хотя неизвестно, когда и как она возникла. Семь пар билатерально-симметричных разветвленных арок ранее были обнаружены у юннаносоанцев. Тиан и его коллеги внимательно изучили микроскопические структуры этих арок и то, как они расположены в теле.
Они обнаружили, что семь пар арок в окаменелостях похожи друг на друга и соединены горизонтальными дорсальными и вентральными перемычками, образуя структуру, похожую на корзину. Они также обнаружили, что разветвленные дуги состоят из хрящей в плотно упакованной матрице из микроволокон. Эти микрофибриллы, говорят они, похожи на микрофибриллы, обнаруженные в соединительной ткани позвоночных. Это совокупность признаков, широко представленных у современных позвоночных: хрящи в матриксе микроволокон, разветвленные дуги и наличие горизонтальных полос на концах разветвленных дуг.
Кроме того, корзинкообразные скелеты горла встречаются у некоторых современных бесчелюстных рыб, таких как миноги и миксины. Данные команды убедительно свидетельствуют о том, что эти загадочные животные имеют структуры, подобные позвоночным. Хотя юннаносцы не имеют прямого отношения к современным позвоночным, они могут помочь пролить свет на эволюцию позвоночных.