Απολίθωμα αποκαλύπτει την προέλευση των πρώτων σπονδυλωτών της Γης

Ένα απολίθωμα που βρέθηκε στη Γιούτα αποκαλύπτει την προέλευση των πρώτων σπονδυλωτών της Γης.

Ο σχηματισμός Marjum Cambrian της σειράς House Range στην κομητεία Millard της Γιούτα, η τοποθεσία του ευρήματος. Από: Rudy Lerosey-Aubril

Η ιστορία της ζωής στη Γη χρονολογείται πριν από περισσότερα από 500 εκατομμύρια χρόνια, όταν εμφανίστηκαν οργανισμοί με πολύπλοκη δομή κατά την περίοδο της Κάμβριας. Μια πρόσφατη ανακάλυψη στη δυτική έρημο της Γιούτα ρίχνει φως σε αυτήν την κρίσιμη περίοδο στην εξέλιξη των σπονδυλωτών, της ομάδας που περιλαμβάνει όλα τα ζώα με ραχοκοκαλιά . Σε μια γεωλογική περιοχή γνωστή για τα απολιθώματα δεινοσαύρων της, μια ομάδα παλαιοντολόγων από το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, με επικεφαλής τους Rudy Lerosey-Aubril και Javier Ortega-Hernández, βρήκε ένα βασικό στοιχείο για την κατανόηση της προέλευσης των σπονδυλωτών στο απολίθωμα ενός μικρού θαλάσσιου πλάσματος που ονομάζεται Nuucichhocephalus. 

Αυτό το απολίθωμα, από τον σχηματισμό Marjum της Γιούτα, έχει μέγεθος λιγότερο από δύο εκατοστά και μοιάζει με ένα πρωτόγονο ψάρι χωρίς κόκαλα ή δόντια . Όσο μέτριο κι αν φαίνεται, αυτό το εύρημα περιέχει κρίσιμες πληροφορίες. Η μελέτη του Nuucichthys αποκαλύπτει τα πρώτα εξελικτικά βήματα προς τα σπονδυλωτά και την ανάπτυξη πολύπλοκων ανατομικών χαρακτηριστικών .

Αυτό το είδος ηλικίας 500 εκατομμυρίων ετών αντιπροσωπεύει ένα σύνολο οργανισμών που μοιράζονται χαρακτηριστικά με τα σημερινά σπονδυλωτά, αλλά δεν έχουν καθοριστικά χαρακτηριστικά όπως τα πτερύγια. Η απουσία πτερυγίων στο Nuucichthys παρέχει ενδείξεις για τον τρόπο ζωής του, υποδηλώνοντας ότι αυτά τα μικροσκοπικά ζώα κινούνταν αργά, κυματίζοντας το σώμα τους στα ανώτερα στρώματα του ωκεανού για να αναζητήσουν τροφή.

Η ανακάλυψη του Nuucichthys λαμβάνει χώρα σε μια στιγμή της ιστορίας της ζωής που είναι γνωστή ως η έκρηξη της Κάμβριας . Αυτή η περίοδος, που ξεκίνησε πριν από περίπου 541 εκατομμύρια χρόνια, σηματοδότησε μια ταχεία διαφοροποίηση των θαλάσσιων οργανισμών και την εμφάνιση μορφών ζωής με μεταλλοποιημένες δομές, όπως οστά και κοχύλια.

Ο Nuucichthys rhynchocephalus ήταν χωρίς πτερύγια και πιθανότατα ζούσε κοντά στην επιφάνεια της θάλασσας, τρεφόμενος με μικροπλαγκτόν. Από: Franz Anthony / Πανεπιστήμιο Χάρβαρντ

Κατά τη διάρκεια της  Κάμβριας Έκρηξης οι ωκεανοί υπέστησαν μια ριζική μεταμόρφωση και εμφανίστηκαν τα πρώτα σπονδυλωτά , αν και σε πολύ απλούστερες μορφές από αυτές που είναι γνωστές σήμερα. Παρά τη σημαντική βιοποικιλότητα εκείνης της εποχής, τα πρωτόγονα σπονδυλωτά δεν είχαν ακόμη αναπτύξει οστά ή χόνδρο , καθιστώντας τη διατήρησή τους ως απολιθώματα εξαιρετικά σπάνια και, ως εκ τούτου, μεγάλης αξίας για τους επιστήμονες.

Έρευνα για το Nuucichthys αποκαλύπτει λεπτομέρειες σχετικά με την οργάνωση των μυών του, που είναι διατεταγμένοι σε μπλοκ σχήματος chevron, μια δομή χαρακτηριστική των σύγχρονων σπονδυλωτών. Επιπλέον, αυτό το πλάσμα είχε μεγάλα, πολύπλοκα μάτια και μια δομημένη βραγχική κοιλότητα που διευκόλυνε τόσο την αναπνοή όσο και το φιλτράρισμα της τροφής. Αυτά τα προηγμένα ανατομικά χαρακτηριστικά για την εποχή του δείχνουν πώς η εξέλιξη άρχισε να πειραματίζεται με διαφορετικές σωματικές διαμορφώσεις πολύ πριν την εμφάνιση των οστών και άλλων άκαμπτων δομών.

Μια άλλη ενδιαφέρουσα πτυχή της μελέτης για το Nuucichthys είναι η σύγκρισή του με παρόμοια είδη που βρίσκονται στη Βόρεια Αμερική και την Ασία. Στον Καναδά, το απολίθωμα Metaspriggina , από τον περίφημο Σχιστόλιθο Burgess, είναι το πλησιέστερο συγγενικό στοιχείο του Nuucichthys . Ενώ το Metaspriggina δεν διατηρεί τα πτερύγια ή το περίγραμμα του σώματος, τα απολιθώματα κινεζικών ειδών όπως το Myllokunmingia το κάνουν.

Αυτή η διαφορά στη διατήρηση έχει πυροδοτήσει μια συζήτηση μεταξύ των επιστημόνων: τα πτερύγια δεν αναπτύχθηκαν σε ορισμένα από αυτά τα πρωτόγονα είδη ή οι συνθήκες διατήρησης απλώς διέγραψαν αυτές τις λεπτομέρειες; Η ανακάλυψη του Nuucichthys στη Γιούτα φαίνεται να ξεκαθαρίζει αυτό το ερώτημα. Σε αυτό το απολίθωμα, το περίγραμμα του σώματος είναι καθαρά ορατό και σταματά κοντά στα μπλοκ μυών, χωρίς ένδειξη πτερυγίων. Αυτό υποδηλώνει ότι τα πρώιμα σπονδυλωτά της Βόρειας Αμερικής, σε αντίθεση με τους ασιατικούς ομολόγους τους, εξελίχθηκαν χωρίς αυτή τη δομή.

Η έρημος της Γιούτα, γνωστή για τα εμβληματικά της απολιθώματα δεινοσαύρων, κατέχει επίσης ένα από τα πλουσιότερα παλαιοντολογικά αρχεία για τη μελέτη της προέλευσης της ζωής. Σύμφωνα με τον Lerosey-Aubril, αυτή η περιοχή είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση της προέλευσης των σπονδυλωτών και άλλων πρώιμων μορφών ζωής, καθώς διατηρεί απολιθώματα από μια εποχή που οι θάλασσες γέμισαν με πολύπλοκους οργανισμούς, συμπεριλαμβανομένων αρθρόποδων,  και άλλων προγόνων των σημερινών σπονδυλωτών.

Ο σχηματισμός Marjum, ειδικότερα, είναι μια από τις λίγες τοποθεσίες στον κόσμο που επιτρέπει στους επιστήμονες να βρουν απολιθώματα της ποιότητας και της ανατομικής πολυπλοκότητας του Nuucichthys , χάρη στις μοναδικές συνθήκες διατήρησης σε αυτό το περιβάλλον.

Απολιθώματα όπως το Nuucichthys είναι απαραίτητα για την ανοικοδόμηση της εξέλιξης των σπονδυλωτών και την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αυτά τα ζώα έχουν αναπτύξει μια απίστευτη ποικιλία μορφών για εκατομμύρια χρόνια. Το Μουσείο Φυσικής Ιστορίας της Γιούτα φιλοξενεί αρκετές χιλιάδες απολιθώματα της Κάμβριας, πολλά από τα οποία δεν έχουν ακόμη υποβληθεί σε έρευνα.

Υποστηριζόμενοι από ιδρύματα όπως το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και το Γραφείο Διαχείρισης Γης , οι παλαιοντολόγοι συνεχίζουν να εξερευνούν τα στρώματα της Κάμπριας της Γιούτα, ελπίζοντας να ανακαλύψουν νέα είδη και στοιχεία που διευρύνουν την κατανόησή μας για αυτήν την κρίσιμη περίοδο.

Γεωδίφης με πληροφορίες από τη σελίδα labrujulaverde

Natural History Museum of Utah / University of Utah

Lerosey-Aubril Rudy and Ortega-Hernández Javier, A long-headed Cambrian soft-bodied vertebrate from the American Great Basin region. R. Soc. Open Sci. 11240350. doi.org/10.1098/rsos.240350

https://www.labrujulaverde.com/en/2024/11/a-fossil-found-in-utah-reveals-the-origin-of-the-earths-first-vertebrates/