Enkele van 's werelds belangrijkste fossiele vondsten zijn afkomstig uit China. Deze omvatten verbazingwekkende gevederde dinosaurussen, de vroegste moderne zoogdieren en enkele van de oudst bekende dieren op aarde.

Vandaag zijn er vier nieuwe artikelen gepubliceerd in Nature zet deze traditie voort door 's werelds oudste goed bewaarde kaakvissen te onthullen, daterend tussen 436 miljoen en 439 miljoen jaar geleden tot het begin van de Silurische periode.

De fossiele vondsten zijn allemaal afkomstig van nieuwe fossielen in de provincies Guizhou en Chongqing in China. De Chongqing-site werd gevonden in 2019, toen drie jonge Chinese paleontologen aan het vechten waren, en een werd met kungfu in de rots getrapt. Rotsen tuimelden naar beneden en onthulden een spectaculair fossiel van binnen.

De onderzoeksteams achter de papers worden geleid door Zhu Min van het Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology in Beijing. Min vertelde me:"De ontdekking van de Chongqing lagerstatte (een "lagerstatte" is een fossielensite die uitzonderlijk goed bewaard is gebleven) is inderdaad een ongelooflijk wonder van de fossielenjacht. Plots realiseerden we ons dat we een verbluffende lagerstatte hadden gevonden. We zijn nu dichtbij de kern van het ontwarren van de visboom van gewervelde dieren met vroege kaken."

Wat voor vissen waren het?

De meeste vissen vallen tegenwoordig in twee hoofdgroepen:

• chondrichthyans (waaronder haaien, roggen en chimaeriden) hebben kraakbeenachtige skeletten
• osteichthyans (beenvissen zoals forel) hebben bot dat het skelet vormt.

De oorsprong van deze levende visgroepen is nu veel duidelijker door de nieuwe vondsten van de oudste complete vissen uit China.

Dit waren haaienachtige vissen. Sommige waren placodermen, een uitgestorven klasse van gepantserde vissen met benige platen die een stevig schild rond het hoofd en de romp vormden.

Anderen waren voorouderlijke soorten haaien die acanthodians worden genoemd. Dit zijn uitgestorven vormen van 'steelhaaien' die zich ontwikkelden als een aparte tak - of stam - van de evolutionaire lijn die leidde tot moderne haaien.

Placoderms zijn de vroegst bekende kaken gewervelde dieren. Het is belangrijk om ze te onderzoeken, omdat ze helpen de oorsprong van veel delen van het menselijk lichaam (inclusief ons hart en gezicht) te onthullen.

Een kleine afgeplatte placoderm genaamd Xiushanosteus , ongeveer drie centimeter lang, is de meest voorkomende vis op de nieuwe locatie in Chongqing.

Zijn schedel vertoont gepaarde botten die die op ons eigen hoofd weerspiegelen. Frontale en pariëtale botten vinden hun oorsprong in deze vissen. Zhu You-an, die het onderzoek naar deze vissen leidde, vertelde me:"Alle dingen zijn nog steeds als dromen. Vandaag staren we naar complete vroege Silurische vissen, 11 miljoen jaar eerder dan de vorige oudste vondsten! Dit zijn beide de meest opwindende, evenals de meest uitdagende fossielen waaraan ik het voorrecht heb gehad om aan te werken!"

'S Werelds oudste haaien en tanden

De nieuwe papieren beschrijven ook de oudste complete haaiachtige vis, genaamd Shenacanthus . Het heeft een lichaamsvorm die lijkt op die van andere prehistorische acanthodians (of stengelhaaien), maar verschilt doordat er dikke platen omheen een pantser vormen, zoals te zien is in placodermen.

Het feit dat Shenacanthus de kenmerken van zowel acanthodians als placodermen deelt, suggereert dat deze twee groepen zijn geëvolueerd uit vergelijkbare voorouderlijke stammen. Dat gezegd hebbende, Shenacanthus behoudt typische haaiachtige vinstekels, dus het wordt niet beschouwd als een placoderm, maar als een chondrichthyan (de groep inclusief de kraakbeenachtige haaien van vandaag).

Het onderzoek onthult ook de oudst bekende tanden van alle gewervelde dieren - minstens 14 miljoen jaar ouder dan alle eerdere bevindingen. Afkomstig van een fossiele chondrichthyan genaamd Qianodus, zijn de tanden gerangschikt als opgerolde rijen die 'kransen' worden genoemd. Dergelijke tandkransen komen vaak voor op de kruising van de kaken bij veel oude haaien en sommige vroege beenvissen zoals Onychodus.

De onderzoekers vonden ook een andere vroege stamhaai genaamd Fangjinshania op de nieuwe site in Giuzhou. More than 300 kilograms of rock were collected and dissolved in weak acetic acid to free thousands of microscopic bits of bone and teeth.

Fangjinshania resembles a stem shark called Climatius known to have lived about 30 million years later in Europe and North America. Fangjinshania lived as far back as 436 million years ago, which tells us the fossil record of such sharks is much older than we previously thought.

Both Fangjinshania and Qianodus were about 10cm–15cm long, making them many times larger than the placoderms and the Shenacanthus. They would have been the top predators in their ancient ecosystem, and the world's first predators armed with sharp teeth.

Plamen Andreev, the lead author on two of the new papers, told me:"These new finds give support to the idea that older fossil shark-like scales found in the Ordovician period could now really be called sharks."

From fins to limbs

Another interesting discovery from these fossils concerns how paired limbs in vertebrates first evolved. A new jaw-less fish called Tujiiaspis now shows the primitive condition of paired fins before they separated into pectoral and pelvic fins—the forerunner to arms and legs.

Pectoral fins were thought to have evolved in jawless fishes called osteostracans, then pelvic fins later in placoderms. But the new Tujiiaspis fossil suggests both sets of fins could have evolved at the same time from fin folds that run along the body and end at the tail fin.

When was the first radiation of the jawed fishes?

Finally, all these discoveries reveal that the first great major "radiation" of the jawed vertebrate (which refers to an explosion in diversity) took place much earlier than anyone imagined. Ivan Sansom from the University of Birmingham was a coauthor on one of the papers. As Sansom notes:"We've had hints of older material previously, but the appearance of clearly defined remains from jawed vertebrates so close to the base of the Silurian suggests jawed and jaw-less fish coexisted for longer than previously thought. There is now evidence for an earlier radiation of sharks and other jawed fish in the Ordovician period."

The four papers have shaken up the evolutionary tree, and new diagrams are showing revised hypotheses of the relationships between living fishes. Zhu Min informed me it will take many years to complete the studies on the new fossils, with several new species not yet having been described in the papers.

We'll have to wait patiently for the next exciting discoveries to be announced from these extraordinary fossil sites. + Verder verkennen

Dawn of fishes:Early Silurian jawed vertebrates revealed head to tail

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.