V novi študiji v reviji Nature Communications Nanglu in soavtorji opisujejo nov fosil, imenovan Megasiphon thylakos, ki razkriva, da so predniki plaščarjev živeli kot nepremični odrasli osebki, ki se prehranjujejo s filtri, in so verjetno doživeli metamorfozo iz ličinke, podobne paglavcu.
Kaj je razkril 500 milijonov let star fosil?
Karma Nanglu dela na tem 500 milijonov let starem fosilu iz čudovito nenavadne skupine morskih nevretenčarjev, plaščarjev. »Ta žival je tako vznemirljivo odkritje kot nekatere stvari, ki sem jih našel, ko sem visel s pobočja gore ali skočil s helikopterja. Je prav tako kul,« je dejal Nanglu, podoktorski raziskovalec na oddelku za organsko in evolucijsko biologijo na univerzi Harvard.
Plaščarji ali tunikati so resnično nenavadna bitja, ki se pojavljajo v vseh oblikah in velikostih z najrazličnejšimi načini življenja. Osnovna oblika odraslega plaščarja je običajno sodčkasta, iz njegovega telesa pa štrlita dva sifona. Eden od sifonov s sesanjem vsrkava vodo z delci hrane, tako da se žival hrani z notranjo filtrirno napravo, podobno košarici. Ko se žival nahrani, drugi sifon izloči vodo.
Obstajata dve glavni liniji plaščarjev, in sicer ascidiacije (pogosto imenovane morske školjke) in appendikularije (ličinke, larve). Večina ascidiaceansov začne svoje življenje kot gibljivi paglavci, nato pa se metamorfirajo v sodčkaste odrasle organizme z dvema sifonoma. Odrasli so pritrjeni na morsko dno. Nasprotno pa apendikulariji ohranijo videz paglavca, ko zrastejo v odrasle in prosto plavajo v zgornjih vodah.
»Ta zamisel, da začnejo kot ličinke, ki so videti kot paglavci, in ko so pripravljene na razvoj, v bistvu z glavo udarijo po skali, se nanjo prilepijo in začnejo metamorfozo s ponovnim vsrkanjem lastnega repa, da se spremenijo v bitje z dvema sifonoma, je naravnost osupljiva,« pravi Nanglu.
Plaščarji najbližji sorodniki vretenčarjev
Zanimivo je, da so plaščarji najbližji sorodniki vretenčarjev, med katere spadajo ribe, sesalci in celo ljudje. Kako bi bilo to nenavadno bitje lahko sorodno vretenčarjem, si je težko predstavljati, če ne bi bilo začetka tega paglavca. Zaradi tesnega sorodstva tunikatov z vretenčarji je njihovo preučevanje ključnega pomena za razumevanje naših lastnih evolucijskih začetkov. Na žalost to ni enostavno, saj so tunikati skoraj povsem odsotni iz celotnega fosilnega zapisa, le peščica fosilov pa se prepričljivo kaže kot pripadniki te skupine.
Ker je bilo fosilov tako malo, so se znanstveniki zanašali predvsem na to, kar so lahko izvedeli iz sodobnih vrst plaščarjev. Ker nihče ni poznal morfologije in ekologije zadnjega skupnega prednika plaščarjev, so znanstveniki lahko le domnevali, da je bil bodisi bentoška žival z dvema sifonoma, kot so ascidiaceani, bodisi žival s prostim plavanjem, kot so appendiculariji.
M. thylakos je imel vse osnovne značilnosti ascidiaceanskih plaščarjev, sodčkasto telo in dva vidna sifonska izrastka. Vendar so ekipo najbolj izstopale temne črte, ki so potekale navzgor in navzdol po telesu fosila.
Slike M. thylakosa z visoko močjo so raziskovalcem omogočile primerjavo s sodobnim ascidiaceanom. Raziskovalci so uporabili prerezane dele sodobnega plaščarja Ciona, da bi ugotovili naravo megasifonovih temnih pasov. Primerjave so pokazale izjemne podobnosti med mišicami Cione, ki omogočajo odpiranje in zapiranje sifonov, in temnimi pasovi, opaženimi pri 500 milijonov let starem fosilu.
»Morfologija megasifona nam nakazuje, da je bil prednik tunikatov odrasel osebek, ki se ni gibal in se je hranil z velikimi sifoni,« je dejal Nanglu. »Tako redko se zgodi, da najdemo ne le fosil tunikata, ampak tudi takega, ki nam omogoča edinstven in neprimerljiv pogled na zgodnje evolucijske začetke te enigmatične skupine.«
Edini do zdaj odkriti dokončni fosil plaščarjev z ohranjenimi mehkimi tkivi
M. thylakos je edini do zdaj odkriti dokončni fosil plaščarjev z ohranjenimi mehkimi tkivi. Je najstarejši te vrste in izvira iz srednjekambrijske formacije Marjum v Utahu. Fosil sta kot tunikata prepoznala soavtorja raziskovalni sodelavec Rudy Lerosey-Aubril in profesor Javier Ortega-Hernández (oba z Oddelka za organsko in evolucijsko biologijo), ko sta leta 2019 obiskala Prirodoslovni muzej Utah (UMNH).
»Fosil je takoj pritegnil našo pozornost,« je dejal Ortega-Hernández, »čeprav se večinoma ukvarjamo s kambr8jskimi členonožci, kot so trilobiti in njihovi sorodniki z mehkim telesom, je bila velika morfološka podobnost megasifona s sodobnimi plaščarji preprosto preveč presenetljiva, da bi jo spregledali, in takoj smo vedeli, da bo imel fosil zanimivo zgodbo.«
Fosili iz formacije Marjum so nastali kmalu po kambrijski eksploziji, enem najpomembnejših evolucijskih dogodkov v zgodovini Zemlje, ki se je zgodil pred približno 538 milijoni let. V tem času se je v fosilnih zapisih prvič pojavila večina glavnih živalskih skupin, ki so korenito spremenile morske ekosisteme. Vendar pa so plaščarji v kambrijskih kamninah opazno odsotni, čeprav so v sodobnih oceanih raznoliki in številni.
V Združenih državah Amerike je veliko nahajališč kambrijskih fosilov z izjemno ohranjenostjo, vendar so pogosto spregledana v primerjavi s tistimi iz Burgessovega skrilavca v Kanadi in Chengjianga na Kitajskem. »Odkritje megasifona odlično ponazarja, zakaj sva z Javierjem zadnjih deset let opravljala terensko delo v Utahu,« je dejal Lerosey-Aubril. »Marjumske plasti so zdaj deležne vse naše pozornosti, saj vemo, da so v njih ohranjeni fosili živalskih skupin, kot so plaščarice ali česnovke, ki jih v kambrijskem fosilnem zapisu skorajda ni.«
Ascidiacije nastale pred 450 milijoni let
Ocene molekularne ure kažejo, da so ascidiacije nastale pred 450 milijoni let. Vendar pa M. thylakos s starostjo 500 milijonov let omogoča najjasnejši vpogled v anatomijo starodavnih plaščarjev in njihovo najzgodnejšo evolucijsko zgodovino. Pomembno je, da M. thylakos zagotavlja dokaze, da se je večina sodobnega telesnega načrta plaščarjev oblikovala že kmalu po kambrijski eksploziji.
»Glede na izjemno kakovost ohranjenosti in starost fosila lahko dejansko povemo precej o evolucijski zgodovini plaščarjev,« je dejal Nanglu. »To je neverjetna najdba, saj pred tem nismo imeli skoraj nobenega prepričljivega dokaza o predniških načinih življenja te skupine.«
Potem ko so raziskovalci to pomlad ponovno zbrali na stotine novih fosilov, so prepričani, da je formacija Marjum šele začela razkrivati svoje skrivnosti.
Novinar
