Nieuw onderzoek uitgevoerd door wetenschappers van het Smithsonian National Museum of Natural History, Royal Ontario Museum (ROM) en Universiteit van Montreal, heeft fossielen ontdekt van een nieuwe soort zeedieren, Gyaltsenglossus senis , (uitgesproken als Gen-zay-gloss-us senis) die nieuw bewijs levert in het historische debat onder zoölogen:hoe de anatomie van de twee hoofdtypen van een diergroep die de hemichordaten worden genoemd, met elkaar samenhangen. De fossielen zijn meer dan een half miljard jaar oud en werden ontdekt op een Burgess Shale-site in de Canadese Rockies. Deze ontdekking werd op 27 augustus gepubliceerd, 2020, in het wetenschappelijke tijdschrift Huidige biologie .

Met de vroege evolutie van hemichordaten die controversieel zijn onder onderzoekers, is de ontdekking van Gyaltsenglossus senis significant is. Het levert direct fossiel bewijs dat de twee belangrijkste groepen hemichordaten verbindt:de enteropneusta en pterobranchia.

Hoewel enteropneusten en pterobranchs nogal verschillende soorten dieren lijken te zijn, zijn ze nauw verwant. Deze nauwe verwantschap wordt ondersteund door DNA-analyse van hedendaagse soorten. Breder, de rol van Gyaltsenglossus bij het begrijpen van hemichordaat-evolutie helpt het ons de oorsprong te begrijpen van een grotere groep dieren die deuterostomen worden genoemd (waaronder mensen) door te verduidelijken welke kenmerken ze mogelijk hebben gedeeld met hemichordaten in het begin van hun geschiedenis.

De enteropneusta is een groep dieren die algemeen bekend staat als eikelwormen, die lang zijn, meestal modder-gravende dieren, die tegenwoordig te vinden is in oceanen over de hele wereld, van de tropen tot aan Antarctica. De andere hoofdgroep van dieren binnen hemichordaten zijn pterobranchs, dat zijn microscopisch kleine dieren die in kolonies leven, elk beschermd door buizen die ze construeren en die zich voeden met plankton met behulp van een kroon van tentakels.

"Eikelwormen en pterobranchs zien er zo verschillend uit dat het begrijpen van de oorsprong van hun evolutionaire relatie een belangrijke historische vraag is in de zoölogie, " zei Dr. Karma Nanglu, Peter Buck Deep Time postdoctoraal onderzoeker bij het Smithsonian National Museum of Natural History en hoofdauteur van dit artikel. "Het beantwoorden van deze vraag is veel moeilijker gemaakt door het extreme gebrek aan fossielen van deze hemichordaten met een zacht lichaam. Gedurende de half miljard jaar lange geschiedenis van hemichordaten kun je het aantal uitzonderlijke bewaard gebleven fossiele soorten op één hand tellen."

Ondanks dat ze slechts twee centimeter lang zijn, de opmerkelijk bewaarde zachte weefsels van de Gyaltsenglossus fossielen onthullen ongelooflijk gedetailleerde anatomische structuren. Deze details omvatten de ovale slurf van eikelwormen en een mand met tentakels die lijken op die van pterobranchs. De ouderdom van deze fossielen, gecombineerd met de unieke morfologische combinatie van de twee grote hemichordaatgroepen, maakt deze ontdekking een cruciale vondst voor het begrijpen van vroege hemichordate evolutie.

"Een oud dier met een intermediaire anatomie tussen eikelwormen en pterobranchs was eerder verondersteld, maar dit nieuwe dier is het duidelijkste beeld van hoe het voorouderlijke hemichordaat eruit kan hebben gezien, " zegt dr. Christopher Cameron, Universitair hoofddocent aan de Universiteit van Montreal en co-auteur van deze studie. "Het is opwindend om zoveel nieuwe anatomische details te hebben om nieuwe hypothesen over hemichordate-evolutie te helpen ontwikkelen."

In het geval van Gyaltsenglossus , het uitzonderlijke behoud van deze fijne details kan worden toegeschreven aan de unieke omgevingsomstandigheden van de Burgess Shale, die snel oude dieren begroeven in modderstromen onder water. Door een combinatie van factoren, inclusief het vertragen van de snelheid van bacteriën die de lichamen van de begraven dieren laten rotten, de fossielen van de Burgess Shale worden veel betrouwbaarder bewaard dan typische fossielen.

"De Burgess Shale is cruciaal geweest in het begrijpen van de vroege evolutie van dieren sinds zijn ontdekking meer dan 100 jaar geleden, " zegt co-auteur Dr. Jean-Bernard Caron, Richard M. Ivey Curator van de paleontologie van ongewervelde dieren aan de ROM en universitair hoofddocent aan de Universiteit van Toronto. Dr. Caron leidde de veldexpeditie in 2010 die de 33 fossielen van Gyaltsenglossus .

"In de meeste plaatsen je zou geluk hebben om de moeilijkste delen van dieren te hebben, zoals botten en tanden, bewaard gebleven, maar bij de Burgess Shale kunnen zelfs de zachtste lichaamsdelen tot in de kleinste details worden gefossiliseerd, " zegt Dr. Caron. "Deze nieuwe soort onderstreept het belang van het doen van nieuwe fossiele ontdekkingen om licht te werpen op de meest hardnekkige evolutionaire mysteries."

In dit specifieke geval, Gyaltsenglossus suggereert dat het voorouderlijke hemichordaat mogelijk de voedingsstrategieën van beide moderne groepen heeft kunnen gebruiken. Als eikelwormen, de lange slurf kan zijn gebruikt om zich te voeden met met voedingsstoffen gevulde mariene modder, ondertussen op het zelfde moment, en net als de pterobranchs, de reeks van zes voederarmen werd waarschijnlijk gebruikt om zwevende voedseldeeltjes rechtstreeks uit het water boven waar het kroop te grijpen.

Hemichordaten behoren tot een belangrijke afdeling van het dierlijk leven genaamd Deuterostomia, waaronder akkoorden zoals vissen en zoogdieren, en niet de verdeling van dierlijk leven genaamd Protostomia, dat omvat geleedpotigen zoals insecten en ringwormen zoals regenwormen. Dr. Nanglu legt uit, bij het kijken naar Gyaltsenglossus , we kijken eigenlijk naar een heel, zeer verre verwant van onze eigen tak van de evolutie van gewervelde dieren en de mens.

"De nauwe relatie tussen hemichordaten en onze eigen evolutionaire groep, de akkoorden, is een van de eerste dingen die me enthousiast maakten om ze te onderzoeken, Nanglu legt uit. "Het begrijpen van de oude verbindingen die dieren zoals vissen en zelfs mensen verbinden met hun verre neven zoals zee-egels en eikelwormen is zo'n interessant gebied op de evolutionaire boom en Gyaltsenglossus helpt om die link een beetje duidelijker in beeld te brengen."

De oorspronkelijke ontdekking en onderzoek uit 1909 over de Burgess Shale werd gedaan door Charles Walcott, die destijds secretaris was van het Smithsonian Institution. De fossielen van Burgess Shale bevinden zich in de nationale parken Yoho en Kootenay en worden beheerd door Parks Canada.