Jantung tertua di dunia yang dipelihara dalam ikan perisai berusia 380 juta tahun

Penyelidik telah menemui jantung berusia 380 juta tahun-yang tertua pernah ditemui-bersama-sama perut fosil, usus, dan hati yang berasingan dalam ikan rahang purba, memberi penerangan baharu tentang evolusi badan kita sendiri. Kredit: Alice Clement/Universiti Curtin

Satu pasukan saintis Australia telah menemui jantung tertua di dunia, sebahagian daripada sisa fosil ikan berperisai yang mati kira-kira 380 juta tahun dahulu. Ikan itu juga mempunyai perut, hati, dan usus yang berfosil. Semua organ itu disusun sama seperti organ serupa dalam anatomi yu moden, menurut a kertas kerja baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Science.

Seperti yang telah kita lakukan dilaporkan sebelum ini, kebanyakan fosil adalah tulang, cengkerang, gigi dan bentuk tisu “keras” yang lain, tetapi kadangkala fosil ditemui yang memelihara tisu lembut seperti kulit, otot, organ—atau bahkan bola mata sekali-sekala. Ini boleh memberitahu saintis banyak tentang aspek biologi, ekologi, dan evolusi organisma purba sedemikian yang tidak dapat disampaikan oleh rangka sahaja.

Sebagai contoh, awal tahun ini, penyelidik mencipta model 3D yang sangat terperinci bagi fosil ammonit berusia 365 juta tahun daripada Jurassic tempoh dengan menggabungkan teknik pengimejan lanjutan, mendedahkan otot dalaman yang tidak pernah diperhatikan sebelum ini. Antara penemuan lain, para penyelidik memerhatikan otot berpasangan yang memanjang dari badan ammonit, yang mereka menduga haiwan itu digunakan untuk menarik balik dirinya lebih jauh ke dalam cangkangnya untuk mengelakkan pemangsa.

Dan bulan lepaspenyelidik British menerangkan eksperimen mereka memantau bangkai siakap mati semasa ia reput selama 70 hari untuk mendapatkan pandangan tentang bagaimana (dan mengapa) tisu lembut organ dalaman boleh dipelihara secara terpilih dalam rekod fosil. Salah satu cara terbaik tisu lembut boleh berubah menjadi batu adalah apabila ia digantikan oleh mineral yang dipanggil kalsium fosfat (kadang-kadang dipanggil apatit). Khususnya, otot, perut dan usus cenderung untuk “fosfatize” lebih kerap daripada organ lain seperti buah pinggang dan gonad. Penulis membuat kesimpulan bahawa kandungan fosforus tisu organ tertentu menyumbang kepada kecenderungan pemilihan luar biasa ini yang mana tisu lembut dipelihara dalam rekod fosil.

Besarkan / Fosil arthrodire placoderm dari Formasi Gogo di Australia di mana jantung mineral berusia 380 juta tahun ditemui.

Yasmine Phillips/Universiti Curtin

Spesimen fosil yang diperiksa dalam kertas terbaharu ini dikumpulkan daripada Formasi Gogo di Australia Barat, yang pernah menjadi terumbu karang dan kaya dengan fosil Devon yang sangat terpelihara dengan baik, seperti kelas ikan prasejarah berperisai yang dikenali sebagai placoderms. Pemeliharaan itu termasuk tisu lembut, termasuk saraf. Pada tahun 2005, ahli paleontologi juga menggali spesies baru placoderm, yang digelar Materpiscis (“induk ikan”), dengan embrio yang masih terikat dengan tali pusat—bukti bahawa sekurang-kurangnya beberapa spesies ikan berperisai melahirkan anak hidup yang berkembang dengan baik.

Menurut pengarang kertas terbaharu ini, placoderms adalah antara vertebrata rahang terawal, evolusinya melibatkan perubahan ketara pada struktur rangka dan anatomi lembut. Oleh kerana pemeliharaan tisu lembut sangat jarang berlaku dalam rekod fosil, sampel yang dikumpulkan di Formasi Gogo (dan kini ditempatkan dalam koleksi awam Muzium Australia Barat dan Muzium Victoria) boleh menyimpan petunjuk tentang bagaimana peralihan ini berlaku—khususnya. , bagaimana kawasan kepala dan leher berubah untuk menampung rahang.

Pembinaan semula placoderm arthrodire Devonian.
Besarkan / Pembinaan semula placoderm arthrodire Devonian.

Trinajstic et al., 2022

“Apa yang benar-benar luar biasa tentang ikan Gogo ialah tisu lembutnya dipelihara dalam tiga dimensi,” kata pengarang bersama Per Ahlberg daripada Universiti Uppsala. “Kebanyakan kes pemeliharaan tisu lembut ditemui dalam fosil yang diratakan, di mana anatomi lembut adalah lebih sedikit daripada noda pada batu. Kami juga sangat bernasib baik kerana teknik pengimbasan moden membolehkan kami mengkaji tisu lembut yang rapuh ini tanpa memusnahkannya. Beberapa dekad yang lalu, projek itu akan menjadi mustahil.”

Ahli paleontologi mengumpul sampel dengan membelah konkrit batu kapur di ladang, kemudian merakam kepingan yang pecah bersama untuk diangkut. Para penyelidik dapat mengimbas sampel utuh menggunakan rasuk neutron dan sinaran synchrotron. Kemudian, mereka membina imej 3D bagi tisu lembut yang dipelihara di dalamnya berdasarkan kepadatan mineral yang berbeza yang dimendapkan oleh bakteria dan matriks batuan di sekelilingnya.

Perwakilan artis tentang ikan perisai yang kini telah pupus di mana hati berusia 380 juta tahun itu dimiliki.
Besarkan / Perwakilan artis tentang ikan perisai yang kini telah pupus di mana hati berusia 380 juta tahun itu dimiliki.

Universiti Curtin

Hasilnya: model 3D pertama bagi jantung berbentuk s yang kompleks dan rata dengan dua ruang yang berbeza. Pasukan itu juga menggambarkan perut berdinding tebal dengan usus utuh dan hati, dipisahkan dari jantung; mereka juga menyatakan ketiadaan paru-paru. Hati yang difosilkan agak besar dan berkemungkinan membantu ikan kekal cergas, menurut penulis. Ini adalah kali pertama saintis dapat melihat susunan organ di dalam ikan rahang primitif.

“Sebagai ahli paleontologi yang telah mengkaji fosil selama lebih daripada 20 tahun, saya benar-benar kagum apabila menemui hati 3D dan terpelihara dengan indah dalam nenek moyang berusia 380 juta tahun,” kata pengarang bersama Kate Trinajstic, ahli paleontologi vertebrata di Universiti Curtin. “Evolusi sering dianggap sebagai satu siri langkah kecil, tetapi fosil purba ini mencadangkan terdapat lonjakan yang lebih besar antara vertebrata tanpa rahang dan rahang. Ikan ini benar-benar mempunyai hati mereka di dalam mulut mereka dan di bawah insang mereka-sama seperti jerung hari ini.

DOI: Sains, 2022. 10.1126/science.abf3289 (Mengenai DOI).

Imej penyenaraian oleh Yasmine Phillips/Universiti Curtin

We would like to give thanks to the author of this short article for this outstanding material

Jantung tertua di dunia yang dipelihara dalam ikan perisai berusia 380 juta tahun


You can find our social media accounts as well as the other related pageshttps://paw6.info/related-pages/