絶滅した生き物が化石記録の不可解なギャップを埋める

カンブリア紀の澂江生物からのユナノゾアンの芸術的再構成は、バスケットのような咽頭骨格を示しています。 クレジット：Dinghua Yang

研究により、ユナノゾアンは最も古い既知の茎の脊椎動物であることが明らかになっています。

新しい発見は、化石記録の質問に答えます。

無脊椎動物から脊椎動物への進化を説明する化石記録の複雑なギャップは、長い間科学者を困惑させてきました。 脊椎動物は、背骨や頭蓋骨などの独特の特徴を共有しており、魚、両生類、爬虫類、鳥、哺乳類、人間が含まれます。 一方、無脊椎動物は背骨を持たない動物です。

無脊椎動物を脊椎動物に向かわせた進化の過程、そしてそれらの初期の脊椎動物がどのように見えたかは、何世紀にもわたって科学者にとって謎でした。

科学者のチームは現在、カンブリア紀初期（5億1800万年前）の絶滅した生き物であるユナノゾアンの研究を行い、それらが最も古い既知の茎のような脊椎動物であるという証拠を発見しました。 茎の脊椎動物は、それらの絶滅した脊椎動物を指す用語ですが、それらは生きている脊椎動物と密接に関連しています。

南京地質古生物学研究所、中国科学院、南京大学の科学者たちは、2022年7月7日にジャーナルに調査結果を発表しました。 科学。

脊椎動物のユナノゾアンを茎にします。 クレジット：Fangchen Zhao

何年にもわたって、研究者は脊椎動物がどのように進化したかを研究してきましたが、研究の主な焦点は咽頭弓でした。 これらは、筋肉、骨、結合組織など、顔や首の一部を生成する構造です。 科学者たちは、咽頭弓は、脊椎動物の無脊椎動物の近縁種である脊索動物などの脊椎動物の祖先にある、接続されていない軟骨の桿体から進化したと仮定しています。 しかし、そのような解剖学的構造が実際に古代の祖先に存在したかどうかは定かではありませんでした。

古代の脊椎動物における咽頭弓の役割をよりよく理解するために、研究チームは中国雲南省で見つかったギリシャの軟体動物の化石を研究しました。 何年もの間、研究者は、生き物の解剖学的構造をどのように解釈するかについてさまざまな結論を出して、ヤナノゾアンを研究してきました。 ユナノゾアンの親和性は30年近く議論されており、4つの論文を含むさまざまな意見を支持する多数の研究論文が発表されています。 気性の性質 そしてその 科学。

研究チームは、新たに収集されたユナノゾアンの化石サンプルをこれまで未踏の方法で調査し、高解像度の解剖学的およびインフラストラクチャー研究を実施することに着手しました。 彼らが研究した127のサンプルには、保存状態の良い炭素残留物が含まれているため、チームは超微細構造の観察と詳細な地球化学的分析を行うことができました。

チームは、X線顕微鏡法、走査型電子顕微鏡法、透過型電子顕微鏡法、ラマン分光法、フーリエ変換赤外分光法、およびエネルギー分散型X線分光法を化石試料に適用しました。 彼らの研究は、ユナノゾアンが咽頭に細胞軟骨を持っていることを複数の方法で確認しました。これは脊椎動物に特有であると考えられている特徴です。 チームの調査結果は、ユナノゾアンが茎のような脊椎動物であることを裏付けています。 彼らの研究の結果は、ギリシャ人がクラウングループの脊椎動物の最も古くて原始的な親戚であることを示しています。

彼らの研究中に、チームは、ヨナノゾアン化石の7つの咽頭弓すべてが互いに類似していることに気づきました。 すべてのブラケットには、竹のようなスラットと紐が付いています。 隣接するすべてのアーチは、バスケットを形成する背側と腹側の水平ロッドによって接続されています。 バスケットのような咽頭の骨格は、ヤツメウナギやヌタウナギなどの生きている無顎の魚に今日見られる特徴です。

カンブリア紀と生きている脊椎動物には、2種類の咽頭骨格（バスケットのような種と孤立した種）があります。 これは、咽頭骨格の形状が以前に考えられていたよりもはるかに複雑な初期の進化の歴史を持っていることを意味します、と南京大学と中国科学院南京地質古生物学研究所の研究の最初の著者であるTianQingyiは言いました。

彼らの研究は、咽頭弓の詳細な構造への新しい洞察をチームに提供しました。 チームが彼らの研究で行った新しい解剖学的観察は、脊椎動物の生命の木の非常に基本的な部分におけるイオノゾアンの進化的位置をサポートしています。

参照：Qingyi Tian、Fangchen Zhao、Han Zeng、Maoyan Zhou、Baoyu Jiangによる「基本構造はユナノゾアンの祖先の脊椎動物の骨格を明らかにする」、2022年7月7日、ここで入手可能。 科学。
DOI：10.1126 / science.abm2708

研究チームには、南京大学（NJU）のChengyi Tianと、中国科学院（NIGPAS）の南京地質古生物学研究所が含まれます。 NIGPASのFangchenZhaoとHanZeng; NIGPASおよび中国科学院のMaoyanZhu; NJUのBaoyuJiang。

この研究は、中国科学院の戦略的優先研究（B）プログラムと中国国家自然科学基金によって資金提供されました。