Das älteste Wirbeltier der Erde wurde identifiziert! Es gibt auch "Fotos" →

In der Geschichte der Lebensevolution ist die Evolution der Wirbeltiere eines der großartigsten Kapitel. Die Entstehung der Wirbeltiere war schon immer einer der faszinierendsten Brennpunkte der Wissenschaft.

Die Forschungsgruppe von Professor Jiang Baoyu von der Fakultät für Geowissenschaften und Ingenieurwesen der Universität Nanjing und das Forschungsteam „Frühe Evolution des Erd-Lebenssystems“ unter der Leitung von Forscher Zhu Maoyan vom Nanjing Institute of Geology and Paleontology der Chinesischen Akademie der Wissenschaften arbeiteten eng zusammen, um zu bestätigen, dass die Yunnanzoa in der Chengjiang-Fauna meines Landes vor 518 Millionen Jahren die primitivste Gruppe von Wirbeltieren waren. Die Ergebnisse wurden am 8. Juli in der international renommierten Fachzeitschrift Science veröffentlicht.

Karte zur ökologischen Wiederherstellung der Insekten in Yunnan. Die Arbeit wurde von Zhao Fangchen, einem Forscher am Nanjing Institute of Geology and Paleontology der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, betreut und von Yang Dinghua illustriert.

Yunnan-Wurm, der im Aussehen eher dem Lanzettfisch ähnelt, war einst in seiner Identität umstritten

„Evolutionsbiologen schlussfolgern üblicherweise, dass der Vorfahr der Wirbeltiere eine Art Deuterostomier mit Chorda dorsalis, dorsalem Neuralrohr und Kiemenspalten war. Dies basiert auf den Merkmalen des heute noch lebenden Cephalochordaten Amphioxus. Diese hypothetische Annahme eines Wirbeltiervorfahrens wurde jedoch nie durch fossile Belege gestützt“, sagte Jiang Baoyu, Co-Autor der Studie und Professor an der Universität Nanjing.

Jiang Baoyu sagte, dass der Yunnan-Wurm im Gegensatz zum Kunming-Fisch, der typische Wirbeltiermerkmale aufweist, morphologisch näher am Cephalochordata-Lanzettfischchen sei, seine Position im Ursprungs- und phylogenetischen Baum der Wirbeltiere sei jedoch immer umstritten gewesen.

Zuvor hatten der chinesische Gelehrte Chen Junyuan und andere in der Region Haikou in Kunming eine große Zahl neuer Exemplare des Yunnanwurms entdeckt. Aufgrund der detaillierteren anatomischen Strukturen dieser Exemplare klassifizierten sie Yunnanzoon als primitive Capoda und glaubten, dass seine evolutionäre Position zwischen der Cephalochordata-Lanzettfischchen und der Wirbeltier-Neunauge liege. Nach der Veröffentlichung dieses Ergebnisses entbrannte in der akademischen Gemeinschaft eine hitzige Diskussion über die taxonomische Stellung der Yunnan-Insekten.

„Aufgrund der großen Unterschiede in den Interpretationen verschiedener Wissenschaftler hinsichtlich der verschiedenen Details der in Yunnanzoon erhaltenen Weichteile wurde Yunnanzoon seit seiner Erstbeschreibung im Jahr 1991 als Wirbeltier, Cephalochordata, Hemichordata, Deuterostomier-Stammgruppe und sogar als primitiver Bilateria klassifiziert.“ Jiang Baoyu führte aus, dass die Kontroverse um die taxonomische Stellung von Yunnanzoon die Definition des Ursprungs der Wirbeltiere durch diese Art von Schlüsselfossilien ernsthaft beeinträchtigt habe.

Yunnan-Wurmexemplar, der fossile Körper ist 3,9 cm lang. Foto mit freundlicher Genehmigung von Zhao Fangchen

Besondere Merkmale am Schlundbogen des Yunnan-Insekts helfen, seine wahre Identität zu identifizieren

Um das Rätsel um die Klassifizierung des Yunnanwurms zu lösen, verwendete das Forschungsteam eine Reihe moderner Versuchsgeräte, wie etwa dreidimensionale Röntgentomographiemikroskope und Rasterelektronenmikroskope, um eine Tierart, deren Klassifizierung zuvor fraglich war, aus mikroskopischer Perspektive erneut zu untersuchen: den Yunnanwurm. In Bezug auf die Morphologie ähneln Yunnanwürmer etwas den modernen Würmern. Ihr Körper ist seitlich abgeflacht und in der Regel nur 3 bis 4 Zentimeter lang.

Durch die erneute Analyse von 127 Exemplaren des Yunnanwurms entdeckten die Forscher zum ersten Mal die dreidimensional erhaltenen scheibenförmigen Zellstrukturen und Protein-Mikrofibrillen auf den Schlundbögen des Yunnanwurms. Diese beiden feinen mikroskopischen Strukturen sind einzigartig im Zellknorpel von Wirbeltieren und beweisen, dass Yunnanzoon ein primitives Wirbeltier ist.

Das Forschungsteam verwendete außerdem Methoden der Evolutionsanalyse, um die genaue evolutionäre Position des Yunnanwurms weiter zu bestimmen. Die Analyseergebnisse bestätigten, dass Yunnanzoon in der Wirbeltierlinie die basalste Position zwischen Manteltieren und anderen Wirbeltieren einnimmt.

Rachenstruktur eines Yunnan-Wurmfossils. (A) Ganzkörperfoto des Rachens. (B–E) Mikrostruktur des Schlundbogens: optische Aufnahme des Schlundbogens (B), schematische Darstellung der Struktur (C), dreidimensionale Röntgen-CT-Darstellung eines einzelnen Schlundbogens (D) und Rasterelektronenmikroskopie der kohlenstoffhaltigen Rückstände im Schlundbogen, die die morphologische Struktur der im Fossil erhaltenen Protein-Mikrofibrillen zeigt (E). Die Karte wurde von Tian Qingyi, dem Erstautor des Artikels, erstellt.

In Bezug auf das zuvor umstrittene erste Paar Schlundbögen des Yunnanwurms fand das Forschungsteam an der Position, die dem ersten Paar Schlundbögen im neuen Exemplar entspricht, dieselbe scheibenartige Zellstruktur, Kiemenfilamente und Protein-Mikrofibrillen wie bei den anderen hinteren Kiemenbögen. Daher besaß Yunnanzoon sieben Paare von Schlundbögen, die einander von vorne bis hinten ähnelten und alle über Zellknorpel verfügten.

„Die Entdeckung von sieben Paaren von Schlundbögen, die denen des Yunnanwurms ähneln, stützt die Hypothese der Homologie der Schlundbögen bei Wirbeltieren, die Anatomen bereits im 19. Jahrhundert aufgestellt hatten. Das heißt, die Kiemenbögen von Fischen sind die Prototypen der Oberkieferbögen und Zungenbögen, und die Oberkieferbögen und Zungenbögen von Wirbeltieren sind serielle homologe Strukturen mit den hinteren Kiemenbögen“, sagte Jiang Baoyu.

Vergleich der evolutionären Position des Yunnanzoon und der Morphologie der Schlundschädel verschiedener Chordatiere (von oben nach unten: Lanzettfischchen, Yunnanzoon, Opisthocerus, Neunauge und Hai). Der Erstautor des Papiers, Tian Qingyi, erstellte die Karte

Der korbförmige Rachenschädel des Yunnanwurms bestätigt die Morphologie des ursprünglichen Rachenschädels der Wirbeltiere

Jiang Baoyu glaubt, dass eine weitere wichtige Neuentdeckung dieser Studie darin besteht, dass die sieben Paare von Schlundbögen des Yunnanwurms durch Paare horizontaler Knorpel an den ventralen und dorsalen Enden verbunden sind und so einen korbartigen Schlundschädel bilden.

„Der korbförmige Schlundschädel ist ein typisches Merkmal lebender kieferloser Wirbeltiere und fossiler kieferloser Euphaloidea-Fische. Der Schlundschädel kambrischer Post-Spriggichthys- und Kieferwirbeltiere besteht jedoch aus einer Reihe getrennter Knorpelstäbe.“ Jiang Baoyu sagte, dass dieses Merkmal des Schlundschädels von Post-Spriggichthys eine Kontroverse über die Morphologie des Schlundschädels der Wirbeltiervorfahren ausgelöst habe. Die Merkmale des Rachenschädels von Yunnanozoon, der früher auftrat und sich an der basalsten Stelle der Wirbeltiere befand, stützen die Annahme, dass der korbförmige Rachenschädel ein älteres Merkmal unserer Vorfahren ist.

Man kann davon ausgehen, dass Yunnanzoon als ältester Verwandter der heute lebenden Wirbeltiere wichtige Beweise für die Aufklärung des Ursprungs und der frühen Evolution der Wirbeltiere liefert und einen tiefgreifenden Einfluss auf die Erforschung der Evolution der Kiefer und anderer wichtiger Merkmale von Wirbeltieren haben wird.

Auch die Gutachter des Magazins Science lobten diese Leistung: „Dies ist ein wichtiger Beitrag zur Wissenschaft und wird zu einem Schlüsselartikel der Paläontologie werden. Er präsentiert die lang erwarteten und glaubwürdigsten fossilen Beweise für die anatomische Struktur und klärt die kontroverse Frage der kambrischen Stammwirbeltiere. Die präsentierten Informationen stellen einen Meilenstein dar, der selbst mit hochauflösender Forschung in den kommenden Jahren nur schwer zu übertreffen sein wird.“

Quelle: Science and Technology Daily

Autor: Jinfeng Zhang Ye

Herausgeber: Wu Qiong

Rezension: Wang Fei

Endrichter: Chen Lei