science >> Wetenschap >  >> anders

Dierlijke embryo's evolueerden vóór dieren

Computermodellen gebaseerd op röntgentomografische microscopie van de fossielen, de opeenvolgende stadia van ontwikkeling laten zien. Krediet:Philip Donoghue en Zongjun Yin

Dieren evolueerden van eencellige voorouders, alvorens te diversifiëren in 30 of 40 verschillende anatomische ontwerpen. Wanneer en hoe dierlijke voorouders de overgang maakten van eencellige microben naar complexe meercellige organismen, is het onderwerp van intens debat geweest.

Tot nu, deze vraag kon alleen worden beantwoord door levende dieren en hun verwanten te bestuderen, maar nu heeft het onderzoeksteam bewijs gevonden dat een belangrijke stap in deze grote evolutionaire overgang plaatsvond lang voordat complexe dieren in het fossielenbestand verschijnen, in de gefossiliseerde embryo's die lijken op meercellige stadia in de levenscyclus van eencellige verwanten van dieren.

Het team ontdekte de fossielen genaamd Caveasphaera in 609 miljoen jaar oude rotsen in de provincie Guizhou in Zuid-China. Individuele Caveasphaera-fossielen zijn slechts ongeveer een halve millimeter in diameter, maar röntgenmicroscopie onthulde dat ze helemaal tot aan hun samenstellende cellen werden bewaard.

Kelly Vargas, van de School of Earth Sciences van de Universiteit van Bristol, zei:"Röntgentomografische microscopie werkt als een medische CT-scanner, maar stelt ons in staat om functies te zien die kleiner zijn dan een duizendste van een millimeter. We waren in staat om de fossielen te sorteren in groeistadia, reconstructie van de embryologie van Caveasphaera."

Co-auteur Zongjun Yin, van het Nanjing Instituut voor Geologie en Paleontologie in China, toegevoegd:"Onze resultaten laten zien dat Caveasphaera zijn cellen sorteerde tijdens de embryonale ontwikkeling, op dezelfde manier als levende dieren, inclusief mensen, maar we hebben geen bewijs dat deze embryo's zich ontwikkelden tot complexere organismen."

Een embryo van Caveasphaera dat zijn celstructuur laat zien en de groeipunten waar cellen door deling in aantal toenemen. Dit beeld werd verkregen met behulp van Scanning Electron Microscopy. Het fossiele exemplaar heeft een diameter van minder dan een halve millimeter. Krediet:Philip Donoghue en Zongjun Yin

Co-auteur Dr. John Cunningham, ook van de Universiteit van Bristol, zei:"Caveasphaera had een levenscyclus zoals de naaste verwanten van dieren, die afwisselen tussen eencellige en meercellige stadia. Echter, Caveasphaera gaat nog een stap verder, het reorganiseren van die cellen tijdens de embryologie."

Co-auteur Stefan Bengtson, van het Zweeds natuurhistorisch museum, zei:"Caveasphaera is het vroegste bewijs van deze belangrijkste stap in de evolutie van dieren, waardoor ze verschillende weefsellagen en organen konden ontwikkelen".

Co-auteur Maoyan Zhu, ook van het Nanjing Instituut voor Geologie en Paleontologie, zei dat hij er niet helemaal van overtuigd is dat Caveasphaera een dier is. Hij voegde eraan toe:"Caveasphaera lijkt veel op de embryo's van sommige zeesterren en koralen - we vinden de volwassen stadia niet simpelweg omdat ze moeilijker te fossiliseren zijn

Co-auteur Dr. Federica Marone van het Paul Scherrer Instituut in Zwitserland zei:"Deze studie laat de verbazingwekkende details zien die in het fossielenbestand kunnen worden bewaard, maar ook de kracht van röntgenmicroscopen bij het blootleggen van in steen bewaard gebleven geheimen zonder de fossielen te vernietigen. "

Co-auteur professor Philip Donoghue, ook van de School of Earth Sciences van de Universiteit van Bristol, zei:"Caveasphaera vertoont kenmerken die zowel lijken op microbiële verwanten van dieren als op vroege embryostadia van primitieve dieren. We zijn nog steeds op zoek naar meer fossielen die ons kunnen helpen om te beslissen.

"Hoe dan ook, fossielen van Caveasphaera vertellen ons dat dierachtige embryonale ontwikkeling evolueerde lang voordat de oudste definitieve dieren in het fossielenarchief verschijnen."