„Nie mogłem uwierzyć w to, co widzę” – odkrycie brakującego elementu układanki ewolucji w skałach sprzed 130 milionów lat

Na zdjęciu płyta skalna zawierająca najstarszy dowód obecności kręgowców w głębinach morskich. Dowody kopalne obejmują doły i przejścia powstałe w wyniku żerowania ryb we wczesnej kredzie. Struktury przypominające talerze mają około 4 cm szerokości. Źródło: Andrea Bacon

Naukowcy odkryli brakujący element ewolucyjnej układanki w skałach sprzed 130 milionów lat. Odkrycie to jest efektem współpracy międzynarodowej Wydział Nauk Uniwersytetu w Lizbonie (Portugalia) jest zaangażowana.

pomimo Kręgowce Ponieważ są one dominującym składnikiem współczesnych ekosystemów głębinowych, nie ma dowodów kopalnych na istnienie ryb głębinowych starszych niż 50 milionów lat. Niedawne odkrycie wyjątkowo rzadkich skamieniałości dostarcza najstarszych znanych dowodów na istnienie ryb głębinowych. Cofa to harmonogram kolonizacji głębin morskich o zdumiewające 80 milionów lat.

Wyniki opublikowano niedawno w czasopiśmie Postępowanie Narodowej Akademii Nauk.

„Kiedy po raz pierwszy znalazłem skamieniałości, nie mogłem uwierzyć w to, co widzę” – mówi paleontolog Andrea Bacon, kierownik badań i badacz na Uniwersytecie w Genui (Włochy). To on odkrył skamieniałości ryb w północno-zachodnich Apeninach, w pobliżu Piacenzy, Modeny i Livorno (Włochy).

Barwena tworzy żer w płytkim dnie Morza Liguryjskiego. Nowe badanie wykazało identyczne struktury z osadów kredowych w północnych Apeninach we Włoszech. Wyniki wskazują, że żerowiska kopalne są najstarszym dowodem istnienia kręgowców głębinowych. Źródło: Andrea Bacon

Powodem tego zdziwienia jest odległy wiek skamieniałości, który o milion lat wyprzedza wszelkie inne dowody na istnienie ryb głębinowych. Nowo odkryte skamieniałości pochodzą z wczesnej ery Okres kredowy (130 milionów lat temu). „Nowe skamieniałości pokazują aktywność ryb na dnie morskim sięgającą czasów dinozaurów, która znajdowała się na głębokości tysięcy metrów” – dodaje Andrea Baucon.

Korzystając z fotogrametrii, naukowcy stworzyli ozdobioną zdjęciami mapę wysokości kraterów i ścieżek żerowania skamieniałości. Dowód ten stanowi najstarszy dowód istnienia kręgowców głębinowych. Źródło: Girolamo Lo Russo

Nowo odkryte skamieniałości są rzadkie i niezwykłe. Należą do nich skamieniałości w kształcie misek powstałe przez starożytne żerujące ryby, a także kręta ścieżka utworzona przez ogon pływającej ryby, który przecina błotniste dno morskie. Te skamieniałości archeologiczne nie obejmują skamieniałości ciał, takich jak ości ryb, ale dokumentują starożytne zachowanie. Jako takie, skamieniałości Apeninów stanowią punkt krytyczny w przestrzeni i czasie. Jest to miejsce, w którym ryby opuściły szelf kontynentalny i skolonizowały nowe, surowe środowisko, położone z dala od ich pierwotnego siedliska.

Tysiące metrów pod powierzchnią Oceanu Tetydy – starożytnego oceanu, który istniał od 250 do 50 milionów lat temu i jest prekursorem dzisiejszego Morza Śródziemnego – najstarsze ryby głębinowe musiały stawić czoła surowym warunkom środowiskowym w porównaniu z ich płyciznami. pochodzenie wody. Całkowita ciemność, bliskie zera temperatury i ogromne ciśnienie ograniczają przetrwanie tych pionierów głębin.

Film przedstawia chimerę pływającą nad osadami w rowie Kermadec (głębokość: 1544 m), a następnie zanurzającą pysk w osadzie, aby się pożywić. W ramach nowego badania naukowcy badali zachowanie współczesnych ryb, aby zrozumieć zachowania związane z najstarszymi skamieniałościami kręgowców głębinowych. Źródło: Thomas Linley, Alan Jamieson

Tak ekstremalne warunki wymagają przystosowania się do życia w głębinach morskich oraz innowacji ewolucyjnych równie ważnych, jak te, które umożliwiły kolonizację lądu i powietrza, takich jak na przykład skrzydła i kończyny.

Nowo odkryte skamieniałości reprezentują nie tylko najstarsze ryby głębinowe, ale także najstarsze kręgowce głębinowe. Ewolucję kręgowców – zwierząt pionowych – przerywały zmiany siedlisk z płytkich środowisk morskich do środowisk lądowych, powietrznych i głębinowych. Inwazja głębinowa jest najmniej poznaną transformacją siedlisk ze względu na niski potencjał fosylizacji związany z głębinami morskimi.

„Nowe skamieliny rzucają światło na tajemniczy rozdział w historii życia na Ziemi” – komentuje Carlos Neto de Carvalho, badacz w Instytucie Dom Luiz na Wydziale Nauk Uniwersytetu w Lizbonie (Ciências ULisboa) (Portugalia).

Mapa wysokości płyty skalnej powyżej, zachowująca najstarsze dowody istnienia kręgowców głębinowych. Kodowanie kolorami jest związane z wysokością, przy czym cieplejsze kolory znajdują się na większych wysokościach. Źródło: Girolamo Lo Russo

Skamieniałości Apeninów zmuszają naukowców do ponownego rozważenia czynników, które mogły doprowadzić do kolonizacji głębin morskich przez kręgowce. Autorzy sugerują, że katalizatorem był bezprecedensowy wkład materii organicznej, który miał miejsce w okresie od późnego paleolitu Jurajski Okres wczesnej kredy. Dostępność pożywienia w głębinach morskich zachęca robaki żyjące na dnie, które z kolei przyciągają ryby, które wykazują określone zachowania, aby je na nie narazić.

W tym badaniu naukowcy zwrócili się ku obecnym mórz, aby zrozumieć zachowanie skamieniałości i zbadać zachowanie współczesnych ryb w ich środowisku. Naukowcy zbadali głębiny Oceanu Spokojnego, aby zbadać chimery, zwane także rekinami widmami, w ich środowisku.

Nowe skamieliny odpowiadają strukturom wytwarzanym przez współczesne ryby, które żerują albo drapiąc dno morskie, albo odsłaniając denną ofiarę poprzez zasysanie. Przypomina to Neoteleostei, grupę kręgowców, do której należą współczesne meduzy i jaszczurki.

Chimery pływające nad osadami w rowie Kermadec na Oceanie Spokojnym (głębokość: 1544 m). W ramach nowego badania naukowcy badali zachowanie współczesnych ryb głębinowych, aby zrozumieć mechanizm powstawania skamieniałości archeologicznych z okresu kredy. Odkrycia ujawniają najstarsze dowody istnienia kręgowców głębinowych. Źródło: Thomas Linley, Alan Jamieson

„Wbrew powszechnemu przekonaniu osady głębinowe są pełne skamieniałych pozostałości starożytnego życia, ale zwykle pochodzą od małych organizmów żyjących wyżej w słupie wody, takich jak fitoplankton czy zooplankton” – wyjaśnia Mario Cachao, współautor tych badań. Studiuje i badacz w Instytucie Dom Luís, Ciências ULisboa.

„Jednakże odkrycie i zinterpretowanie bezpośrednich dowodów organicznej aktywności odciśniętych i geologicznie zachowanych kręgowców w takich osadach, po ich zdeformowaniu tektonicznym i odsłonięciu jako pasmo górskie północnych Apeninów, a które były przeważnie rozmieszczone w okresie geologicznym miocenu i pliocenu – czyli prawie od „20 milionów lat temu jest to niezwykle rzadkie znalezisko”.

Nowo odkryte skamieliny mogą stanowić pierwszy poważny krok w początkach współczesnej różnorodności biologicznej kręgowców głębinowych. Współczesne ekosystemy głębinowe mają swoje korzenie w skamielinach Apeninów, które w historii oceanów przeszły poważną zmianę siedlisk. „Nasze odkrycia skamieniałości pozwalają na ponowną ocenę sytuacji Tempo kolonizacji kręgowców w głębinach morskich. Nowo odkryte skamieniałości zawierają kluczowe dowody O samych początkach „Ewolucja kręgowców głębinowych ma głębokie implikacje zarówno dla Ziemi, jak i nauk o życiu” – podsumowuje Andrea Baucon.

Odniesienia: „Najstarsze dowody na istnienie kręgowców głębinowych” autorstwa Andrei Boccone, Annalisy Ferretti, Chiary Fiorone, Luca Pandolfi, Enrico Serbagli, Armando Piccinini, Carlos Neto de Carvalho, Mario Cachao, Thomas Linley, Fernando Muñiz, Zane Belastegui, Alan Jamieson . , Girolamo Lo Russo, Filippo Guerrini, Sara Ferrando i Emantes Pride, 5 września 2023 r., Postępowanie Narodowej Akademii Nauk.
doi: 10.1073/pnas.2306164120

Badania były wynikiem współpracy badaczy zrzeszonych w instytucjach naukowych z Włoch (Uniwersytety w Genui, Modenie i Reggio Emilia, Padwa, Piza, Parma; Muzeum Historii Naturalnej w Piacenzy; Muzeum Przyrody Południowego Tyrolu), Portugalii (Światowy Geopark Naturtigo UNESCO; Uniwersytet w Lizbonie), Anglii (Uniwersytet w Newcastle), Hiszpanii (Uniwersytety w Sewilli i Barcelonie), Australii (Uniwersytet Australii Zachodniej), Szkocji (Uniwersytet w Aberdeen).