science >> Wetenschap >  >> anders

Een half miljard jaar oude rare wonderworm krijgt eindelijk zijn plaats in de levensboom

de gnathostomulide Rastrognathia macrostoma , deze microscopisch kleine dieren hebben een kaakapparaat dat lijkt op: Amiskwia , die de wetenschappers van deze studie nu voorstellen, behoren tot de naaste levende verwanten van levende pijlwormen. Amiskwia blijkt de fossiele schakel te zijn tussen deze groepen dieren. Krediet:Martin Vinther Sørensen/SNM Denemarken

Amiskwia werd oorspronkelijk beschreven door de beroemde paleontoloog Charles Doolittle Walcott (1850-1927) in 1911, die het vergeleek met de moderne pijlwormen (chaetognaths) - een groep van in de oceaan levende wormen die felle roofdieren zijn, uitgerust met een reeks stekels op hun hoofd om kleine prooien te grijpen.

Dergelijke organismen worden over de hele wereld gevonden op locaties zoals de beroemde Burgess Shale in de Canadese Rockies, waar hun zachte lichamen intact worden bewaard.

De vreemde anatomie van deze dieren bracht de Amerikaanse paleontoloog Stephen Jay Gould (1941-2002) ertoe te speculeren dat deze organismen uitgestorven lichaamsplannen vertegenwoordigden die tegenwoordig niet meer worden gezien en dat als we de klokken zouden terugdraaien naar het Cambrium, meer dan 500 miljoen jaar geleden, en herhaal de band van het leven, dan zouden de dieren die vandaag de dag leven er misschien heel anders uitzien.

Meer dan 50 jaar nadat Doolittle Walcott met zijn theorie kwam over: Amiskwia , wetenschappers onderzochten de affiniteiten ervan en verwierpen zijn interpretatie omdat ze geen bewijs konden vinden van de canonieke grijpende stekels.

In plaats daarvan, ze suggereerden dat het een lintworm zou kunnen zijn, of zijn eigen duidelijke afstamming die slechts in de verte verband houdt met iets dat er vandaag de dag op lijkt.

Toen Dr. Jakob Vinther van de University of Bristol's Schools of Earth Sciences and Biological Sciences en Luke Parry, nu aan de Yale University, bestudeerde exemplaren van Amiskwia , bewaard in het Smithsonian Institution vonden ze iets dat eerder was gemist.

Dr. Vinther zei:"Ik bedekte het exemplaar met ammoniumchloriderook om het reliëf van het fossiel te laten opvallen en toen kon ik zien dat in het hoofd een paar robuuste elementen zat."

het fossiel, Amiskwia sagittiformis van de Burgess Shale (508 miljoen jaar oud), behoud van bilaterale kaakelementen in zijn kop. Deze kaakelementen lijken op die van raderdiertjes en gnathostomulids, terwijl het lichaam lijkt op pijlwormen. Credit:Luke Alexander Parry/Universiteit van Bristol--Yale University

Deze structuren interpreteren als een reeks kaken, hun gelijkenis bracht hem ertoe te denken aan een groep dieren, genaamd gnathiferans, waaronder raderdiertjes, gnathostomulids en micrognathozoën. Deze dieren zijn microscopisch kleine wormen, met een onderscheidend intern kaakapparaat.

De wetenschappers realiseerden zich dat Amiskwia had plotseling een kaak van een gnathiferan, maar een lichaam van een pijlworm.

Dr. Vinther zei:"De bizarre combinatie van anatomie leek in 2012 totaal vreemd.

"Sommige mensen hebben voorgesteld dat er een verband zou kunnen zijn tussen pijlwormen en gnathiferans op basis van hun gedeelde bezit van een kaakapparaat, beide gemaakt van een stof genaamd chitine.

"Echter, er was weinig ander bewijs dat een relatie suggereerde, zoals bewijs van fylogenetische analyses van DNA."

Luke Parry voegde eraan toe:"Het leek in het geheel op ketterij om toen voor te stellen dat gnathiferans en pijlwormen verwant zouden kunnen zijn, dus we hebben onze intrigerende resultaten niet gepubliceerd uit angst voor kritiek van onze collega's.

"Echter, Sindsdien zijn nieuwe DNA-onderzoeken verschenen waaruit bleek dat pijlwormen steeds nauwer verbonden zijn met de Gnathifera in de Boom des Levens.

De kop van de pijlworm, Parasagitta elegans . Deze groep dieren zijn de naaste levende verwanten van Amiskwia . Krediet:Rafael Martin Ledo/Consejería de Educación de Cantabría

"Vooral, sommige onderzoekers ontdekten dat pijlwormen een duplicatie van de belangrijke Hox-genen delen met een gnathiferan, de raderdiertjes. We voelden ons ineens niet meer in een impasse."

Nu hebben de auteurs hun bevindingen in het tijdschrift gepubliceerd Huidige biologie . De studie volgt op een nieuwe fylogenetische studie, die robuuste ondersteuning vindt voor pijlwormen die een evolutionaire groep vormen met gnathiferans.

Luke Parry zei:"We waren verheugd om te zien dat deze onderzoekers een verband vonden tussen pijlwormen en raderdiertjes.

"Onze fylogenetische analyse, op basis van anatomische kenmerken, suggereren ook sterk een relatie tussen deze twee groepen dieren."

De onderzoekers vinden dat Amiskwia is een stamlijn van pijlwormen die het kaakapparaat bezitten dat wordt gezien in gnathiferan-wormen.

Deze kaak evolueerde tot de angstaanjagende grijpende stekels in levende pijlwormen, die nu een belangrijke schakel is in de mariene voedselketen. Kleine larven van schaaldieren hebben lange beschermende stekels ontwikkeld om zichzelf te beschermen tegen inslikken door pijlwormen.