Одна ветвь на дереве жизни сегодня немного переполнена. Группа ученых во главе с 20-летним студентом бакалавриата Университета Торонто (U of T) Джозефом Мойсюком, наконец, определила, что на самом деле представляет собой причудливая группа вымерших конусообразных животных.
Известные как гиолиты, эти морские существа эволюционировали более 530 миллионов лет назад в кембрийский период и являются одними из первых животных, которые, как известно, произвели минерализованный внешний скелет.
Долгое время считалось, что они принадлежат к тому же семейству, что и улитки, кальмары и другие моллюски. Исследование, опубликованное сегодня в научном журнале Nature, показывает, что хиолиты более тесно связаны с брахиоподами - группой животных, которая имеет богатую окаменелость. запись, хотя сегодня осталось мало живых видов.
Брахиоподы имеют мягкое тело, заключенное между верхней и нижней раковинами (створками), в отличие от левого и правого расположения створок у двустворчатых моллюсков. Брахиоподы открывают свои створки спереди во время кормления, но в остальном держат их закрытыми, чтобы защитить свой пищеварительный аппарат и другие части тела.
Хотя скелетные останки хиолитов многочисленны в летописи окаменелостей, ключевые диагностические аспекты их мягкой анатомии до сих пор практически отсутствовали.
«Наше самое важное и неожиданное открытие - это питающая структура гиолита, которая представляет собой ряд гибких щупалец, отходящих от рта и содержащихся в полости между нижней конической раковиной и верхней шляпкообразной раковиной», - сказал Мойсюк.. «Только одна группа ныне живущих животных - брахиоподы - имеет сопоставимую структуру питания, заключенную в пару створок. Эта находка демонстрирует, что брахиоподы, а не моллюски, являются ближайшими выжившими родственниками хиолитов.
«Это предполагает, что эти гиолиты питались органическим материалом, взвешенным в воде, как это делают современные брахиоподы, подметая пищу в рот своими щупальцами», - сказал Мойсюк.
Мойсюк, изучающий науки о Земле, экологию и эволюционную биологию, завершил этот проект в рамках исследовательской программы U of T, специальной исследовательской программы бакалавриата на факультете искусств и естественных наук.
Отличительный внешний вид и структура хиолитового скелета препятствовали предыдущим попыткам классифицировать этих животных. Все гиолиты имели удлиненную двусторонне-симметричную конусообразную раковину и меньшую колпачковую раковину, закрывавшую отверстие конической раковины (известную как оперкулюм). У некоторых видов также была пара жестких изогнутых шипов (известных как helens), которые торчали между конической раковиной и жаберной крышкой - структуры, не имеющие аналогов ни у одной другой группы животных.
Изучение ориентации хеленсов в нескольких образцах хиолитов из сланцев Берджесс предполагает, что эти шипы могли использоваться как ходули, чтобы поднимать тело животного над отложениями, поднимая кормовой аппарат для улучшения кормления.
Мойсюк и его соавторы Мартин Смит из Даремского университета в Соединенном Королевстве и Жан-Бернар Карон из Королевского музея Онтарио (ROM) и Университета Т. смогли завершить описания, основанные в основном на недавно обнаруженных окаменелостях из известных Кембрийский сланец Берджесс в Британской Колумбии.
«Окаменелости сланцев Берджесс являются исключительными, поскольку они демонстрируют сохранение мягких тканей, которые обычно не сохраняются в нормальных условиях», - сказал Карон, научный руководитель Мойсюка, старший куратор палеонтологии беспозвоночных в ROM и доцент. на факультетах наук о Земле, экологии и эволюционной биологии U of T.
"Несмотря на то, что некоторые авторы предполагали родство с моллюсками, эта гипотеза оставалась основанной на недостаточных доказательствах. Хиолиты стали осиротевшей ветвью на древе жизни, что поставило палеонтологов в затруднительное положение. их история примерно через 175 лет после первого описания хиолита."
Кэрон руководил недавними полевыми работами в сланцах Берджесс, в результате которых было обнаружено множество образцов, которые легли в основу этого исследования. Ключевые образцы были получены из недавно обнаруженных месторождений возле ледника Стэнли и Мраморного каньона в национальном парке Кутеней, примерно в 40 километрах к юго-востоку от первоначального участка сланцев Берджесс в национальном парке Йохо..
Сланцевая порода Берджесс является одним из наиболее важных ископаемых месторождений для изучения происхождения и ранней эволюции животных, имевших место в кембрийский период, начиная примерно 542 миллиона лет назад. Хиолиты - лишь одна из многочисленных групп животных, характеризующих фауну «кембрийского взрыва». Они стали разнообразным компонентом морских экосистем по всему миру на протяжении более 280 миллионов лет, но вымерли 252 миллиона лет назад, до появления первых динозавров..
«Разрешение споров о хиолитах помогает нам лучше понять Кембрийский взрыв, период быстрого эволюционного развития, когда в летописи окаменелостей появляется большинство основных групп животных», - сказал Смит, начавший это исследование в Университете Нью-Йорка. Кембридж и сейчас преподает палеонтологию в Даремском университете.«Наше исследование подтверждает важность сохранения мягких тканей из отложений сланцевого типа Берджесс для освещения эволюционной истории существ, о которых мы до сих пор знаем очень мало».
Сланцевая порода Берджесс, из которой в нескольких местах были извлечены образцы, является частью Всемирного наследия Канадских парков Скалистых гор. Это одно из самых важных месторождений окаменелостей для понимания происхождения и ранней эволюции животных, имевших место во время Кембрийского взрыва, начавшегося около 542 миллионов лет назад.
Parks Canada защищает этот всемирно значимый объект и поддерживает рецензируемые научные исследования, которые продолжают улучшать наше понимание этих богатых палеонтологических месторождений. Это открытие добавляет еще один элемент к драматической истории ранней эволюции животных, которой гиды Парков Канады с энтузиазмом делятся с сотнями посетителей парка каждый год.
Финансирование исследования было предоставлено в основном Королевским музеем Онтарио и Грантом Канады по исследованиям в области естественных и инженерных исследований Канады.