Eine außergewöhnlich gut erhaltene Sammlung von Fossilien, die in der östlichen Provinz Yunnan, China, entdeckt wurde, hat es Wissenschaftlern ermöglicht, ein jahrhundertealtes Rätsel in der Evolution des Lebens auf der Erde zu lösen und zu enthüllen, wie die ersten Tiere aussahen, die Skelette bildeten. Die Ergebnisse wurden heute in veröffentlicht Verfahren der Royal Society B.
Die ersten Tiere, die harte und robuste Skelette bauten, tauchen plötzlich in einem geologischen Wimpernschlag vor etwa 550 bis 520 Millionen Jahren während eines Ereignisses namens Kambrium-Explosion im Fossilienbestand auf. Viele dieser frühen Fossilien sind einfache Hohlröhren mit einer Länge von wenigen Millimetern bis zu vielen Zentimetern. Welche Art von Tieren diese Skelette hergestellt hat, war jedoch fast vollständig unbekannt, da ihnen die Erhaltung der Weichteile fehlt, die erforderlich sind, um sie als zu den heute noch lebenden Hauptgruppen von Tieren zugehörig zu identifizieren.
Die neue Sammlung von 514 Millionen Jahre alten Fossilien umfasst vier Exemplare von Gangtoucunia aspera mit noch intaktem Weichgewebe, einschließlich Darm und Mundwerkzeugen. Diese zeigen, dass diese Art ein Maul hatte, das von einem Ring aus glatten, unverzweigten Tentakeln von etwa 5 mm Länge gesäumt war. Es ist wahrscheinlich, dass diese verwendet wurden, um Beute wie kleine Arthropoden zu stechen und zu fangen. Die Fossilien zeigen auch, dass Gangtoucunia einen Blinddarm hatte (nur an einem Ende offen), der in innere Hohlräume unterteilt war, die die Länge der Röhre ausfüllten.
Dies sind Merkmale, die heute nur noch bei modernen Quallen, Anemonen und ihren nahen Verwandten (bekannt als Nesseltiere) zu finden sind, Organismen, deren Weichteile im Fossilienbestand äußerst selten sind. Die Studie zeigt, dass diese einfachen Tiere zu den ersten gehörten, die die harten Skelette bauten, die einen Großteil des bekannten Fossilienbestands ausmachen.
Den Forschern zufolge hätte Gangtoucunia modernen Scyphozoen-Quallenpolypen ähnlich ausgesehen, mit einer harten röhrenförmigen Struktur, die im darunter liegenden Substrat verankert ist. Der Tentakelmund hätte sich außerhalb der Röhre erstreckt, hätte aber in die Röhre zurückgezogen werden können, um Raubtieren auszuweichen. Im Gegensatz zu lebenden Quallenpolypen bestand die Röhre von Gangtoucunia jedoch aus Kalziumphosphat, einem harten Mineral, aus dem unsere eigenen Zähne und Knochen bestehen. Die Verwendung dieses Materials zum Bau von Skeletten ist bei Tieren im Laufe der Zeit seltener geworden.
Der korrespondierende Autor Dr. Luke Parry, Department of Earth Sciences, University of Oxford, sagte: „Dies ist wirklich eine Entdeckung von einer Million. Diese mysteriösen Röhren werden oft in Gruppen von Hunderten von Individuen gefunden, aber bis jetzt wurden sie betrachtet als ‚problematische‘ Fossilien, weil wir sie nicht klassifizieren konnten. Dank dieser außergewöhnlichen neuen Exemplare wurde ein Schlüsselstück des evolutionären Puzzles fest an seinen Platz gesetzt.“
Die neuen Exemplare zeigen deutlich, dass Gangtoucunia nicht mit Ringelwürmern (Regenwürmern, Polychaeten und ihren Verwandten) verwandt war, wie dies zuvor für ähnliche Fossilien vermutet wurde. Es ist jetzt klar, dass der Körper von Gangtoucunia ein glattes Äußeres und einen in Längsrichtung unterteilten Darm hatte, während Anneliden segmentierte Körper mit einer Querunterteilung des Körpers haben.
Das Fossil wurde an einem Ort im Abschnitt Gaoloufang in Kunming in der östlichen Provinz Yunnan, China, gefunden. Hier begrenzen anaerobe (sauerstoffarme) Bedingungen das Vorhandensein von Bakterien, die normalerweise Weichgewebe in Fossilien abbauen.
Ph.D. Der Student Guangxu Zhang, der die Exemplare sammelte und entdeckte, sagte: „Als ich das erste Mal das rosa Weichgewebe oben auf einem Gangtoucunia-Röhrchen entdeckte, war ich überrascht und verwirrt darüber, was es war. Im folgenden Monat fand ich drei weitere Exemplare mit Weichgewebekonservierung, was sehr spannend war und mich dazu gebracht hat, die Affinität von Gangtoucunia zu überdenken. Das Weichgewebe von Gangtoucunia, insbesondere die Tentakel, zeigt, dass es sich sicherlich nicht um einen priapulidartigen Wurm handelt, wie frühere Studien vermuten ließen, sondern eher um eine Koralle, und dann wurde mir klar, dass es ein Nesseltier ist.“
Obwohl das Fossil eindeutig zeigt, dass Gangtoucunia eine primitive Qualle war, schließt dies nicht die Möglichkeit aus, dass andere frühe röhrenfossile Arten ganz anders aussahen. Aus kambrischen Gesteinen in der Provinz Yunnan hat das Forschungsteam zuvor gut erhaltene Röhrenfossilien gefunden, die als Priapuliden (Meereswürmer), Lobopoden (Würmer mit paarigen Beinen, die heute eng mit Arthropoden verwandt sind) und Ringelwürmer identifiziert werden konnten.
Co-korrespondierende Autorin Xiaoya Ma (Yunnan University und University of Exeter) sagte: „Eine tubicole Lebensweise scheint im Kambrium immer häufiger geworden zu sein, was eine adaptive Reaktion auf den zunehmenden Prädationsdruck im frühen Kambrium sein könnte. Diese Studie zeigt dass eine außergewöhnliche Erhaltung des Weichgewebes für uns entscheidend ist, um diese alten Tiere zu verstehen.“
Die Veröffentlichung „Exceptional soft tissuekonservierung offenbart eine cnidarian affinität für ein cambrian phosphatic tubicolous enigma“ wird in veröffentlicht Verfahren der Royal Society B am 2. Nov.
Mehr Informationen:
Die außergewöhnliche Erhaltung des Weichgewebes offenbart eine Nesseltier-Affinität für ein kambrisches phosphatisches Tubicole-Rätsel, Verfahren der Royal Society B: Biologische Wissenschaften (2022). DOI: 10.1098/rspb.2022.1623. royalsocietypublishing.org/doi … .1098/rspb.2022.1623