Dieser Artikel wurde ursprünglich auf vorgestellt Die Unterhaltung.
Nachdem er vier Jahre lang auf einem Kirchhof in York, Pennsylvania, nach Fossilien gegraben hatte, machte der Amateur-Paläontologe Chris Haefner einen faszinierenden Fund. „Ich wusste, dass es sich lohnt, es zu behalten“, sagte er. Er postete seine Entdeckung auf Facebook.
Ich entdeckte seinen Beitrag und erkannte, dass es eine große Entdeckung war: Ich studiere fossile Wirbellose beim Spanischen Forschungsrat. Als ich Haefner kontaktierte, stimmte er zu, das Fossil dem Londoner Natural History Museum zu spenden.
In Zusammenarbeit mit Kollegen in den USA und Großbritannien stellten wir fest, dass es sich um einen 510 Millionen Jahre alten Verwandten der heutigen Seesterne und Seeigel handelte. Es ist höchst einzigartig, neu für die Wissenschaft und hat nur ein Teilskelett. Wir haben es benannt Yorkicystis haefnerinach seinem finder.
Yorkicystis hat neue Informationen darüber enthüllt, wie sich das frühe Leben auf der Erde zu einer Zeit entwickelte, als die meisten der heutigen Tiergruppen zum ersten Mal auftauchten.
Die kambrische Explosion
Yorkicystis lebte während der „Kambrischen Explosion“ vor 539 Millionen bis 485 Millionen Jahren. Vor dieser Zeit lebten Bakterien und andere einfache mikroskopische Organismen daneben Ediacara-Faunamysteriöse Kreaturen mit weichem Körper, über die Wissenschaftler wenig wissen.
Das Kambrium brachte eine enorme Vermehrung von Arten mit sich, die aus den Meeren auftauchten. Dazu gehörten Gruppen von Organismen, die schließlich den Planeten beherrschen würden, und Vertreter der meisten heutigen Tiergruppen.
Innerhalb weniger Millionen Jahre tauchten komplexe Tiere mit Skeletten und harten Schalen auf. Warum dies geschah, bleibt unklar, aber eine große Veränderung in der Ozeanchemiemit einer höheren Konzentration an Calciumcarbonat, spielte wahrscheinlich eine Schlüsselrolle.
Stachelhäuter waren nicht die ersten, die in den geologischen Aufzeichnungen gefunden wurden. Brachiopoden-Meerestiere, die geschützt in Muscheln lebten-datiert sie. Das tat es auch Arthropodeneine Gruppe, die wohlgeformt war Exoskelette aus Calciteinschließlich Trilobiten.
Zum Kontext: Dinosaurier erschienen 294 Millionen Jahre nach Beginn des Kambriums.
Die ersten Stachelhäuter
Davon gibt es noch mehr 30.000 ausgestorbene Stachelhäuterartenaber sie sind an Orten mit außergewöhnlicher Erhaltung des Kambriums sehr selten, wie z der Burgess-Schiefer in Kanada u Chengjiang in China.
Einige der ersten primitiven Stachelhäuter waren ganz anders als ihre heutigen Verwandten, die fünf Arme haben, die sich von der Mitte ihres Körpers aus erstrecken, eine Struktur, die als „fünfsame Symmetrie“ bezeichnet wird.
Kambrische Stachelhäuter hatten eine breite Palette von Körperstrukturen. Eocrinoide hatten vasenförmige Körper, die durch geometrisch gemusterte Platten und eine Reihe armartiger Strukturen geschützt waren. Helikoplakoidegeformt wie fette Zigarren, waren mit einer Kalzitpanzerung mit einem „Mund“ überzogen, der sich spiralförmig um seinen Körper windete. blastoid Arten nahmen verschiedene Formen an und ähnelten oft exotischen Blumen.
Die Edrioasteroidea sahen ähnlich aus der heutige Seesternund mit fünf Armen, die von seinem Mund ausgingen, ist es der Organismus, der Yorkicystis haefneri am meisten ähnelt. also wie ordnete es in diese Gruppe ein auf dem Evolutionsbaum.
Yorkicystisder Stachelhäuter ohne Skelett
Während viele kambrische Organismen ausgeklügelte Skelette und Verteidigungsstrukturen bildeten, um sie vor Raubtieren zu schützen, Yorkicystis tat das Gegenteil. Es „entmineralisierte“ sein Skelett. Es war ein teilweise weiches Tier, ohne Schutz über einen Großteil seines Körpers.
Um die Anatomie dieses Organismus zu verstehen, haben wir uns mit einem Paläöllustrator zusammengetan, um diese Kreatur anhand der fossilen Beweise, die wir hatten, zu visualisieren. Hugo Salais modellierte zunächst jeden Teil des Skeletts in 3D und erstellte daraus dann eine Rekonstruktion, eine hochauflösende Nachbildung.
An dieser Replik konnten wir beobachten, dass nur seine Arme oder Ambulacra verkalkt waren, was seine „Nahrungsrillen“ schützte – seine Nahrungsteile, die im Fossil gelb sind. Eine Reihe von Platten bedeckte seine Tentakel und öffnete und schloss sich während der Fütterung. Der Rest seines Körpers war weich, was im Fossil durch einen dunklen, mit Kohlenstoff angereicherten Film dargestellt wird.
Die meisten heutigen Stachelhäuter, die von den Küsten der Welt bis in die dunklen Tiefen des Ozeans zu finden sind, haben ein inneres Skelett. Ausnahmen sind Seegurken und einige Arten, die unter dem Meeresboden begraben leben. Ihre Skelette, wie Yorkicystiswerden durch poröse Calcitplatten gebildet.
Bringen Yorkicystis Leben
Als Paläontologen versuchen wir, ausgestorbene Organismen zu verstehen. Yorkicystis stellte eine große Herausforderung dar, da kein ähnliches Tier bekannt ist, weder lebend noch ausgestorben.
Es ist sehr wenig darüber bekannt, warum und wie manche Stachelhäuter Teile ihres Skeletts verloren haben. Aber Fortschritte in der Molekularbiologie haben gezeigt, dass es eine gibt eine bestimmte Gruppe von Genen bei Stachelhäutern für die Skelettbildung verantwortlich. Alle lebenden Stachelhäuter tragen diese Gene; Wir gehen davon aus, dass auch ausgestorbene Gruppen dies taten.
aber in Yorkicystis, gibt es einen deutlichen Unterschied zwischen der Verkalkung seiner Strahlen oder Arme und dem Fehlen davon am Rest seines Körpers. Es wirft die Hypothese auf, dass die Gene, die an der Skelettbildung beteiligt sind, in verschiedenen Teilen von unabhängig voneinander gehandelt haben könnten Yorkicystis‚Karosserie. Es ist ein Rätsel, das nur Molekularbiologen lösen können.
Unsere Studien haben es uns ermöglicht, einige Hypothesen über dieses Tier zu bilden, obwohl viele Fragen offen bleiben. Wir glauben, dass ohne ein Skelett in einem wichtigen Teil seines Körpers Yorkicystis konnte Energie für andere Stoffwechselprozesse wie Nahrungsaufnahme oder Atmung sparen. Es verbesserte auch die Flexibilität und ermöglichte eine aktivere Atmung durch Pumpen.
Es gibt noch eine weitere faszinierende Möglichkeit: Das Fehlen des Skeletts könnte mit einer Art Stechschutzsystem zusammenhängen, wie es heute verwendet wird Anemonen, die Beute lähmen mit stechenden Zellen an den Tentakeln, die ihren Mund umgeben. Diese Frage und viele andere können jedoch nicht nur mit einem Fossil beantwortet werden.
Aber die erstaunliche Entdeckung von Yorkicystis hat mehr Einblick in eine Periode in der divergierenden Evolutionsgeschichte zu Beginn der kambrischen Explosion gegeben, eine Zeit, in der einige Organismen Skelette annahmen, um Raubtieren auszuweichen – und andere sich auf sehr unterschiedliche Weise anpassten.
Samuel Zamora ist leitender Wissenschaftler für Paläontologie am Instituto Geológico y Minero de España (IGME – CSIC). Offenlegung: Samuel Zamora erhält Fördermittel des spanischen Ministeriums für Wissenschaft, Innovation und Universitäten (Fördernummer CGL2017-87631), kofinanziert durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung und das Projekt „Aragosaurus: Recursos Geológicos y Paleoambientales“ (E18_17R), finanziert durch die Regierung von Aragon.