Makhluk yang punah mengisi celah yang membingungkan dalam catatan fosil

Rekonstruksi artistik Yunanozoa dari organisme Chengjiang Kambrium menunjukkan kerangka faring seperti keranjang. Kredit: Dinghua Yang

Penelitian mengungkapkan yunnanozoans sebagai vertebrata batang tertua yang diketahui.

Temuan baru menjawab pertanyaan dalam catatan fosil.

Kesenjangan yang membingungkan dalam catatan fosil yang akan menjelaskan evolusi invertebrata menjadi vertebrata telah lama membingungkan para ilmuwan. Vertebrata berbagi fitur unik, seperti tulang punggung dan tengkorak, dan termasuk ikan, amfibi, reptil, burung, mamalia, dan manusia. Di sisi lain, invertebrata adalah hewan yang tidak memiliki tulang belakang.

Proses evolusi yang menggerakkan invertebrata menjadi vertebrata – dan seperti apa rupa vertebrata awal itu – telah menjadi misteri bagi para ilmuwan selama berabad-abad.

Sebuah tim ilmuwan kini telah melakukan studi tentang yunnanozoans, makhluk punah dari periode Kambrium awal (518 juta tahun yang lalu), dan menemukan bukti bahwa mereka adalah vertebrata mirip batang tertua yang diketahui. Vertebrata batang adalah istilah yang mengacu pada vertebrata yang punah, tetapi mereka terkait erat dengan vertebrata yang hidup.

Para ilmuwan, dari Institut Geologi dan Paleontologi Nanjing, Akademi Ilmu Pengetahuan China, dan Universitas Nanjing, menerbitkan temuan mereka pada 7 Juli 2022, dalam jurnal. Ilmu Pengetahuan.

Vertebrata batang Yunanozoan. Kredit: Fangchen Zhao

Selama bertahun-tahun, sementara para peneliti telah mempelajari bagaimana vertebrata berevolusi, fokus utama penelitian adalah lengkungan faring. Ini adalah struktur yang menghasilkan bagian wajah dan leher, seperti otot, tulang, dan jaringan ikat. Para ilmuwan telah berhipotesis bahwa lengkungan faring berevolusi dari batang tulang rawan yang tidak terhubung pada nenek moyang vertebrata, seperti chordata, kerabat dekat invertebrata vertebrata. Namun, apakah anatomi seperti itu benar-benar ada pada nenek moyang kuno tidak diketahui secara pasti.

Dalam upaya untuk lebih memahami peran lengkungan faring pada vertebrata purba, tim peneliti mempelajari fosil moluska Yunani yang ditemukan di Provinsi Yunnan, Cina. Selama bertahun-tahun, para peneliti telah mempelajari yananozoa, dengan berbagai kesimpulan tentang bagaimana menafsirkan anatomi makhluk itu. Afinitas yunnanozoans telah diperdebatkan selama hampir tiga dekade, dengan banyak makalah penelitian yang diterbitkan mendukung pendapat yang berbeda, termasuk empat di sifat pemarah Dan Ilmu Pengetahuan.

Tim peneliti berangkat untuk memeriksa sampel fosil yunnanozoan yang baru dikumpulkan dengan cara yang sebelumnya belum dijelajahi, dan untuk melakukan studi anatomi dan infrastruktur resolusi tinggi. 127 sampel yang mereka pelajari mengandung residu karbon yang terpelihara dengan baik yang memungkinkan tim untuk melakukan pengamatan ultrastruktural dan analisis geokimia terperinci.

Tim menerapkan mikroskop sinar-X, mikroskop elektron pemindaian, mikroskop elektron transmisi, spektroskopi Raman, spektroskopi inframerah transformasi Fourier, dan spektroskopi sinar-X dispersi energi ke spesimen fosil. Studi mereka mengkonfirmasi dalam berbagai cara bahwa yunnanozoans memiliki tulang rawan seluler di faring, fitur yang dianggap khusus untuk vertebrata. Temuan tim mendukung bahwa yunnanozoa adalah vertebrata seperti batang. Hasil penelitian mereka menunjukkan bahwa orang Yunani adalah kerabat tertua dan paling primitif dari vertebrata dari kelompok mahkota.

Selama studi mereka, tim mencatat bahwa ketujuh lengkungan faring dalam fosil Yonanozoan mirip satu sama lain. Semua braket memiliki bilah dan senar seperti bambu. Semua lengkungan yang berdekatan dihubungkan oleh batang horizontal dorsal dan ventral yang membentuk keranjang. Kerangka faring seperti keranjang adalah fitur yang ditemukan saat ini pada ikan hidup tanpa rahang, seperti lamprey dan hagfish.

Ada dua jenis kerangka faring – seperti keranjang dan spesies terisolasi – di Kambrium dan vertebrata hidup. Ini berarti bahwa bentuk kerangka faring memiliki sejarah evolusi awal yang jauh lebih kompleks daripada yang diperkirakan sebelumnya, kata Tian Qingyi, penulis pertama studi tersebut, dari Universitas Nanjing dan Institut Geologi dan Paleontologi Nanjing, Akademi Ilmu Pengetahuan China.

Penelitian mereka memberi tim wawasan baru tentang struktur rinci lengkungan faring. Pengamatan anatomi baru yang dilakukan tim dalam studi mereka mendukung posisi evolusi ionozoa di bagian paling dasar dari pohon kehidupan vertebrata.

Referensi: “Struktur dasar mengungkapkan kerangka vertebrata leluhur di yunnanozoans” oleh Qingyi Tian, ​​​​Fangchen Zhao, Han Zeng, Maoyan Zhou dan Baoyu Jiang, 7 Juli 2022, Tersedia di sini. Ilmu Pengetahuan.
DOI: 10.1126 / science.abm2708

Tim peneliti termasuk Chengyi Tian dari Universitas Nanjing (NJU) dan Institut Geologi dan Paleontologi Nanjing, Akademi Ilmu Pengetahuan China (NIGPAS). Fangchen Zhao dan Han Zeng dari NIGPAS; Maoyan Zhu dari NIGPAS dan Universitas Akademi Ilmu Pengetahuan China; dan Baoyu Jiang dari NJU.

Penelitian ini didanai oleh Program Penelitian Prioritas Strategis (B) dari Chinese Academy of Sciences dan National Science Foundation of China.