Эти морские существа, известные как хиолиты, эволюционировали более 530 миллионов лет назад в кембрийский период и являются одними из первых животных, которые, как известно, образовали минерализованные внешние скелеты.Долгое время считалось, что они принадлежат к тому же семейству, что и улитки, кальмары и другие моллюски.
Исследование, опубликованное сегодня в научном журнале Nature, показывает, что гиолиты более тесно связаны с брахиоподами — группой животных, имеющей богатую летопись окаменелостей, хотя их мало. живые виды остаются сегодня.Брахиоподы имеют мягкое тело, заключенное между верхней и нижней раковинами (створками), в отличие от левого и правого расположения створок у двустворчатых моллюсков.
Брахиоподы открывают свои клапаны спереди во время кормления, но в остальном держат их закрытыми, чтобы защитить свой кормовой аппарат и другие части тела.Хотя в летописи окаменелостей имеется множество скелетных останков гиолитов, ключевые диагностические аспекты их мягкой анатомии до сих пор практически отсутствовали.«Нашим самым важным и удивительным открытием является структура питания хиолитов, которая представляет собой ряд гибких щупалец, отходящих ото рта, содержащихся в полости между нижней конической раковиной и верхней оболочкой, похожей на колпачок», — сказал Мойсюк. «Только одна группа живых животных — брахиоподы — имеет сопоставимую структуру питания, заключенную в пару створок. Это открытие показывает, что брахиоподы, а не моллюски, являются ближайшими выжившими родственниками гиолитов.
«Это предполагает, что эти хиолиты питались органическим материалом, взвешенным в воде, как современные брахиоподы, сметая пищу в рот своими щупальцами», — сказал Мойсюк.Мойсюк, изучающий науки о Земле и экологию эволюционной биологии, завершила этот проект в рамках программы исследовательских возможностей Университета штата Техас, специальной исследовательской программы для студентов факультета искусств. Наука.
Отличительный внешний вид и структура скелета хиолита препятствовали предыдущим попыткам классификации этих животных. Все гиолиты имели удлиненную, двусторонне симметричную конусовидную раковину и меньшую шляпообразную раковину, которая закрывала отверстие конической раковины (известное как жаберная оболочка). У некоторых видов также была пара жестких изогнутых шипов (известных как хелен), которые выступали между конической раковиной и жаберной крышкой — структур, не имеющих аналогов ни в одной другой группе животных.Изучение ориентации куриц в нескольких образцах хиолитов из сланца Берджесс предполагает, что эти шипы могли использоваться как ходули, чтобы поднимать тело животного над осадком, поднимая устройство для кормления для улучшения кормления.
Мойсюк и его соавторы Мартин Смит из Даремского университета в Соединенном Королевстве и Жан-Бернар Карон из Королевского музея Онтарио (ROM) и U of T. смогли завершить описания, основанные в основном на недавно обнаруженных окаменелостях из знаменитого кембрийского сланца Берджесс в Великобритании. Колумбия.«Окаменелости сланца Берджесс являются исключительными, потому что они демонстрируют сохранность мягких тканей, которые обычно не сохраняются в нормальных условиях», — сказал Кэрон, научный руководитель Мойсюк, старший куратор палеонтологии беспозвоночных в ROM и доцент кафедры U of T. наук о Земле и экологии Эволюционная биология.«Хотя некоторые авторы предлагали родство моллюсков, эта гипотеза оставалась основанной на недостаточных доказательствах.
Хиолиты превратились в осиротевшую ветвь на древе жизни, что смутило палеонтологов. Наши последние полевые открытия сыграли ключевую роль в раскрытии их истории, около 175 г. лет после первого описания хиолита ".
Кэрон проводил недавние полевые работы на сланце Берджесс, в результате чего было обнаружено множество образцов, которые легли в основу этого исследования. Ключевые образцы были взяты из недавно обнаруженных месторождений возле ледника Стэнли и Мраморного каньона в национальном парке Кутеней, примерно в 40 километрах к юго-востоку от первоначального участка сланцевого месторождения Берджесс в национальном парке Йохо.Сланец Берджесс — одно из самых важных месторождений окаменелостей для изучения происхождения и ранней эволюции животных, имевших место в кембрийский период, начавшийся около 542 миллионов лет назад.
Хиолиты — лишь одна из многочисленных групп животных, характеризующих фауну «Кембрийского взрыва». Они стали разнообразным компонентом морских экосистем по всему миру более 280 миллионов лет, а вымерли только 252 миллиона лет назад, до появления первых динозавров.«Разрешение споров по поводу хиолитов расширяет наше понимание кембрийского взрыва, периода быстрого эволюционного развития, когда в летописи окаменелостей появляется большинство основных групп животных», — сказал Смит, начавший это исследование в Кембриджском университете, а сейчас преподаватель палеонтологии Даремского университета. «Наше исследование подтверждает важность сохранения мягких тканей из месторождений сланцевого типа Берджесс в освещении эволюционной истории существ, о которых мы все еще очень мало знаем».Сланец Берджесс, образцы из которого были извлечены из нескольких мест, является частью Всемирного наследия канадских парков Скалистых гор.
Это одно из самых важных месторождений окаменелостей для понимания происхождения и ранней эволюции животных, произошедших во время кембрийского взрыва, начавшегося около 542 миллионов лет назад.Parks Canada защищает это всемирно значимое место и поддерживает рецензируемые научные исследования, которые продолжают улучшать наше понимание этих богатых палеонтологических отложений.
Это открытие добавляет еще один элемент к драматической истории ранней эволюции животных, которую гиды Parks Canada с энтузиазмом рассказывают сотням посетителей парка каждый год.Финансирование исследования было предоставлено в основном Королевским музеем Онтарио и Канадским советом по естественным наукам и инженерным исследованиям, грант на открытие для Кэрон.
