Paleontologen van de Universiteit van Chicago hebben het eerste gedetailleerde fossiel van een slijmprik ontdekt, de slijmerige, palingachtige aasvoeders van de oceaan. Het 100 miljoen jaar oude fossiel helpt bij het beantwoorden van vragen over wanneer deze oude, kaakloze vissen vertakken zich van de evolutionaire boom van de afstamming die aanleiding gaf tot moderne gewervelde kaken, inclusief beenvissen en mensen.

het fossiel, genaamd Tethymyxine tapirostrum, is een 12-inch lange vis ingebed in een plak Krijt-kalksteen uit Libanon. Het vult een gat van 100 miljoen jaar in het fossielenarchief en laat zien dat slijmprikken nauwer verwant zijn aan de bloedzuigende lamprei dan aan andere vissen. Dit betekent dat zowel slijmprikken als prikken hun aalachtige lichaamsvorm en vreemde voedingssystemen ontwikkelden nadat ze zich ongeveer 500 miljoen jaar geleden aftakten van de rest van de voorouders van gewervelde dieren.

"Dit is een ingrijpende reorganisatie van de stamboom van alle vissen en hun afstammelingen. Dit stelt ons in staat om een ​​evolutionaire datum te plaatsen op unieke eigenschappen die hagfish onderscheiden van alle andere dieren, " zei Tetsuto Miyashita, doctoraat, een Chicago Fellow bij de afdeling Organismal Biology and Anatomy van UChicago die het onderzoek leidde. De bevindingen worden deze week gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences .

De slijmerige dode winactie

Hedendaagse slijmprikken staan ​​bekend om hun bizarre, nachtmerrieachtige verschijning en uniek afweermechanisme. Ze hebben geen ogen, of kaken of tanden om mee te bijten, maar gebruik in plaats daarvan een stekelig tongachtig apparaat om vlees van dode vissen en walvissen op de bodem van de oceaan te raspen. Wanneer lastig gevallen, ze kunnen het water om hen heen onmiddellijk veranderen in een wolk van slijm, verstopping van de kieuwen van potentiële roofdieren.

Dit vermogen om slijm te produceren is wat het fossiel Tethymyxine heeft weggegeven. Miyashita gebruikte een beeldtechnologie genaamd synchrotron-scanning aan de Stanford University om chemische sporen van zacht weefsel te identificeren die in de kalksteen waren achtergebleven toen de slijmprik versteende. Deze zachte weefsels worden zelden bewaard, daarom zijn er zo weinig voorbeelden van oude slijmprikverwanten om te bestuderen.

Het scannen pikte een signaal op voor keratine, hetzelfde materiaal waaruit vingernagels bij mensen bestaan. keratine, zoals het blijkt, is een cruciaal onderdeel van wat de slijmafweer van hagfish zo effectief maakt. Hagfish hebben een reeks klieren langs hun lichaam die kleine pakketjes strak opgerolde keratinevezels produceren, gesmeerd door slijmerige goo. Wanneer deze pakketten zeewater raken, de vezels exploderen en vangen het water binnenin, alles veranderen in haaienverstikkende slop. De vezels zijn zo sterk dat ze, wanneer ze uitgedroogd zijn, op zijden draden lijken; ze worden zelfs bestudeerd als mogelijke biosynthetische vezels om kleding en andere materialen te maken.

Miyashita en zijn collega's vonden meer dan honderd concentraties keratine langs het lichaam van het fossiel, wat betekent dat de oude slijmprik waarschijnlijk zijn slijmafweer heeft ontwikkeld toen de zeeën angstaanjagende roofdieren zoals plesiosauriërs en ichthyosauriërs omvatten die we tegenwoordig niet meer zien.

"We hebben nu een fossiel dat de oorsprong van het slijmerige lichaamsplan met honderden miljoenen jaren kan terugdringen, ' zei Miyashita. 'Nu, de volgende vraag is hoe dit onze kijk op de relaties tussen al deze vroege vislijnen verandert."

De stamboom van gewervelde dieren opschudden

Kenmerken van het nieuwe fossiel helpen bij het plaatsen van slijmprikken en hun verwanten in de stamboom van gewervelde dieren. Vroeger, wetenschappers zijn het oneens over waar ze thuishoorden, afhankelijk van hoe ze de vraag hebben aangepakt. Degenen die alleen op fossiel bewijs vertrouwen, hebben de neiging om te concluderen dat slijmprikken zo primitief zijn dat ze niet eens gewervelde dieren zijn. Dit houdt in dat alle vissen en hun gewervelde afstammelingen een gemeenschappelijke voorouder hadden die min of meer op een slijmprik leek.

Maar degenen die met genetische gegevens werken, beweren dat slijmprik en prikken nauwer aan elkaar verwant zijn. Dit suggereert dat moderne slijmprikken en prikken de vreemde eend in de bijt zijn in de stamboom van gewervelde dieren. In dat geval, het primitieve uiterlijk van slijmprikken en prikken is bedrieglijk, en de gemeenschappelijke voorouder van alle gewervelde dieren was waarschijnlijk iets conventioneels visachtigs.

Miyashita's werk verzoent deze twee benaderingen, met behulp van fysiek bewijs van de anatomie van het dier uit het fossiel om tot dezelfde conclusie te komen als de genetici:dat de slijmprik en de prikken apart van de rest van de vissen moeten worden gegroepeerd.

"In zekere zin dit stelt de agenda opnieuw in van hoe we deze dieren begrijpen, " zei Michael Coates, doctoraat, hoogleraar organismale biologie en anatomie aan UChicago en een co-auteur van de nieuwe studie. "Nu hebben we deze belangrijke bevestiging dat ze een groep apart zijn. Hoewel ze nog steeds deel uitmaken van de biodiversiteit van gewervelde dieren, we moeten nu beter kijken naar slijmprikken en prikken, en erkennen hun schijnbare primitiviteit als een gespecialiseerde toestand.

Paleontologen hebben de afgelopen jaren steeds meer gebruik gemaakt van geavanceerde beeldvormingstechnieken, maar Miyashita's onderzoek is een van de weinige die tot nu toe synchrotron-scanning gebruiken om chemische elementen in een fossiel te identificeren. Hoewel het van cruciaal belang was om anatomische structuren in het slijmerige fossiel te detecteren, hij gelooft dat het ook een handig hulpmiddel kan zijn om wetenschappers te helpen verf of lijm op te sporen die wordt gebruikt om een ​​fossiel te verfraaien of zelfs om een ​​exemplaar te smeden. Elke poging om een ​​fossiel exemplaar meer pit te geven, laat chemische vingerafdrukken achter die oplichten als kerstversieringen in een synchrotron-scan.

"Ik ben onder de indruk van wat Tetsuto hier heeft neergezet, Coates zei. "Hij heeft alle verschillende technieken en benaderingen gebruikt die op dit fossiel kunnen worden toegepast om er informatie uit te halen, om het te begrijpen en grondig te controleren."