Creature estinte riempiono una lacuna sconcertante nella documentazione sui fossili

La ricerca rivela che gli yunnanozoi sono i più antichi vertebrati staminali conosciuti.

I nuovi risultati rispondono alle domande nella documentazione sui fossili.

La sconcertante lacuna nella documentazione fossile che spiegherebbe l’evoluzione degli invertebrati in vertebrati ha a lungo confuso gli scienziati. I vertebrati condividono caratteristiche uniche, come una spina dorsale e un teschio, e includono pesci, anfibi, rettili, uccelli, mammiferi e umani. D’altra parte, gli invertebrati sono animali che non hanno una spina dorsale.

Il processo evolutivo che ha portato gli invertebrati a diventare vertebrati – e come apparivano quei primi vertebrati – è stato un mistero per gli scienziati per secoli.

Un team di scienziati ha ora condotto uno studio sugli yunnanozoi, creature estinte del primo periodo del Cambriano (518 milioni di anni fa), e ha scoperto prove che sono i più antichi vertebrati simili a steli conosciuti. Staminali vertebrati è un termine che si riferisce a quei vertebrati estinti, ma sono strettamente imparentati con i vertebrati viventi.

Gli scienziati, dell’Istituto di geologia e paleontologia di Nanchino, dell’Accademia cinese delle scienze e dell’Università di Nanchino, hanno pubblicato i loro risultati il ​​7 luglio 2022 sulla rivista. Scienze.

Yunanozoan del vertebrato del fusto. Credito: Fangchen Zhao

Nel corso degli anni, mentre i ricercatori hanno studiato l’evoluzione dei vertebrati, l’obiettivo principale della ricerca sono stati gli archi faringei. Queste sono le strutture che producono parti del viso e del collo, come muscoli, ossa e tessuto connettivo. Gli scienziati hanno ipotizzato che l’arco faringeo si sia evoluto da un’asta cartilaginea non collegata negli antenati dei vertebrati, come i cordati, un parente stretto degli invertebrati dei vertebrati. Tuttavia, non era noto con certezza se tale anatomia esistesse effettivamente negli antichi antenati.

Nel tentativo di comprendere meglio il ruolo dell’arco faringeo negli antichi vertebrati, il team di ricerca ha studiato i fossili dei molluschi greci trovati nella provincia dello Yunnan, in Cina. Per anni, i ricercatori hanno studiato gli yananozoi, con conclusioni diverse su come interpretare l’anatomia della creatura. L’affinità degli yunnanozoi è stata dibattuta per quasi tre decenni, con numerosi documenti di ricerca pubblicati a sostegno di opinioni divergenti, di cui quattro in temperare la natura E il Scienze.

Il team di ricerca ha deciso di esaminare i campioni fossili di yunnanozoi appena raccolti in modi precedentemente inesplorati e di condurre uno studio anatomico e infrastrutturale ad alta risoluzione. I 127 campioni che hanno studiato contengono residui di carbonio ben conservati che hanno permesso al team di eseguire osservazioni ultrastrutturali e analisi geochimiche dettagliate.

Il team ha applicato la microscopia a raggi X, la microscopia elettronica a scansione, la microscopia elettronica a trasmissione, la spettroscopia Raman, la spettroscopia a infrarossi in trasformata di Fourier e la spettroscopia a raggi X a dispersione di energia ai campioni fossili. Il loro studio ha confermato in diversi modi che gli yunnanozoi hanno cartilagini cellulari nella faringe, una caratteristica considerata specifica dei vertebrati. I risultati del team supportano il fatto che gli yunnanozoi siano vertebrati simili a steli. I risultati del loro studio mostrano che i greci sono i parenti più antichi e primitivi dei vertebrati del gruppo della corona.

Durante il loro studio, il team ha notato che tutti e sette gli archi faringei nei fossili di Yonanozoan sono simili tra loro. Tutte le staffe hanno lamelle e corde simili al bambù. Tutti gli archi adiacenti sono collegati da aste orizzontali dorsali e ventrali che formano un canestro. Lo scheletro faringeo simile a un cesto è una caratteristica che si trova oggi nei pesci vivi senza mascelle, come lamprede e hagfish.

Esistono due tipi di scheletri faringei – specie a canestro e specie isolate – nel Cambriano e nei vertebrati viventi. Ciò significa che la forma degli scheletri faringei ha una storia evolutiva iniziale molto più complessa di quanto si pensasse in precedenza, ha affermato Tian Qingyi, primo autore dello studio, dell’Università di Nanchino e dell’Istituto di geologia e paleontologia di Nanchino, Accademia cinese delle scienze.

La loro ricerca ha fornito al team nuove informazioni sulle strutture dettagliate degli archi faringei. Le nuove osservazioni anatomiche che il team ha fatto nel loro studio supportano la posizione evolutiva degli ionozoi nella parte fondamentale dell’albero della vita dei vertebrati.

Riferimento: “La struttura di base rivela lo scheletro di vertebrati ancestrali negli yunnanozoi” di Qingyi Tian, ​​Fangchen Zhao, Han Zeng, Maoyan Zhou e Baoyu Jiang, 7 luglio 2022, disponibile qui. Scienze.
DOI: 10.1126 / science.abm2708

Il gruppo di ricerca comprende Chengyi Tian dell’Università di Nanchino (NJU) e l’Istituto di Geologia e Paleontologia di Nanchino, Accademia Cinese delle Scienze (NIGPAS). Fangchen Zhao e Han Zeng di NIGPAS; Maoyan Zhu del NIGPAS e dell’Università dell’Accademia cinese delle scienze; e Baoyu Jiang di NJU.

Questa ricerca è stata finanziata dal programma Strategic Priority Research (B) dell’Accademia cinese delle scienze e dalla National Science Foundation of China.