390 millioner år gammel fiskelignende skapning viste seg å være en av våre tidligste forfedre


En 390 millioner år gammel, fiskelignende skapning med fire lemmer er sannsynligvis ikke den du forventer å finne i slektstreet ditt.

Men en ny studie har vist at skapningen, kalt Palaeospondylus gunni, kan være en av våre tidligste forfedre.

Fossiler av den ållignende skapningen er rikelig i Caithness, Skottland, etter først å ha blitt oppdaget der i 1890.

Eksperter har siden funnet det vanskelig å plassere den på det evolusjonære treet, siden Palaeospondylus bare var omtrent 5 cm lang, noe som gjorde kranierekonstruksjoner vanskelig.

Nå har Shigeru Kuratani ved RIKEN Cluster for Pioneering Research i Japan avdekket bevis på at skapningen hadde en kjeve og fire lemmer.

Funnene plasserer dyret helt nederst på slektstreet for virveldyr – inkludert mennesker.

Palaeospondylus gunni er et eldgammelt virveldyr som forskerne tror kan være en av de tidligste forgjengerne til firbenede skapninger - inkludert mennesker.  På bildet: en rekonstruksjon av Palaeospondylus ved hjelp av røntgendatatomografi

Palaeospondylus gunni er et eldgammelt virveldyr som forskerne tror kan være en av de tidligste forgjengerne til firbenede skapninger – inkludert mennesker. På bildet: en rekonstruksjon av Palaeospondylus ved hjelp av røntgendatatomografi

Forskere ved University of Tokyo og RIKEN Cluster for Pioneering Research oppdaget kranietrekk som plasserte Palaeospondylus i kategorien tetrapodomorph

Forskere ved University of Tokyo og RIKEN Cluster for Pioneering Research oppdaget kranietrekk som plasserte Palaeospondylus i kategorien tetrapodomorph

Før disse nye oppdagelsene ble skapningen antatt å dele egenskaper med både kjeve- og kjeveløse fisker

Før disse nye oppdagelsene ble skapningen antatt å dele egenskaper med både kjeve- og kjeveløse fisker

Møt familien! Palaeospondylus gunni

Palaeospondylus gunni er et eldgammelt virveldyr med et flatt hode, en ållignende kropp og levde på sengen til en dyp ferskvannssjø.

Den livnærte seg på blader, dyrerester og annet organisk rusk som falt til bunnen fra omkringliggende landsamfunn.

De dateres tilbake til 390 millioner år siden, da de første virveldyrene begynte å ta seg ut av vannet.

For disse banebrytende fiskene lettet tilpasningen av finnene til lemmer overgangen – som senere ga opphav til pattedyr, fugler og krypdyr.

Inntil nå ble skapningen antatt å dele trekk med både kjeve- og kjeveløse fisker.

Ingen fossiler har blitt oppdaget som tyder på at Palaeospondylus – som levde i devonperioden for rundt 390 millioner år siden – hadde tenner eller hudbein.

Skapningen hadde et flatt hode, ållignende kropp og levde på bunnen av en ferskvannssjø helt nordøst i høylandet.

Den hadde et merkelig kurvlignende apparat på snuten og en velutviklet bruskvirvelsøyle – men ingen synlige finner.

Forskerne fant at Palaeospondylus mest sannsynlig var et medlem av Sarcopterygii, en gruppe lappfinnede fisker, på grunn av dets bruskskjelett og fraværet av sammenkoblede vedheng.

Den marine organismen matet på blader, dyrerester og annet organisk rusk som falt til bunnen av innsjøen fra omkringliggende land.

På den tiden lå Skottlands landmasse sør for ekvator, der sentral-Afrika er i dag, så miljøet var varmt og halvtørt.

Palaeopondylus dateres tilbake til et avgjørende punkt i historien, da de første virveldyrene begynte å ta seg ut av vannet.

Tilpasningen av finnene deres til lemmer forenklet overgangen – som senere ga opphav til pattedyr, fugler og krypdyr.

Forskerne ved RIKEN brukte røntgenstråler fra SPring-8-synkrotronen for å generere høyoppløselige mikro-CT-skanninger av fisken.

Kuratani og teamet hans valgte nøye ut fossiler der hodene forble helt innebygd i fjellet for å få det mest nøyaktige kraniebildet.

Hovedforfatter Tatsuya Hirasawa, ved Tokyo University, sa: ‘Velge de beste prøvene for mikro-CT-skanning og forsiktig trimming av steinen rundt den fossiliserte hodeskallen tillot oss å forbedre oppløsningen av skanningene.

“Selv om det ikke er helt banebrytende teknologi, var disse forberedelsene absolutt nøkkelen til vår prestasjon.”

Bilder laget av fossiler av Palaeospondylus viser at den hadde et flatt hode, ållignende kropp, kurvlignende apparat på snuten og en brusk ryggvirvelsøyle

Bilder laget av fossiler av Palaeospondylus viser at den hadde et flatt hode, ållignende kropp, kurvlignende apparat på snuten og en brusk ryggvirvelsøyle

Forskerne fant tre halvsirkulære kanaler som bekreftet at skapningen sannsynligvis hadde en kjeve.

“Som en tetrapod hadde Palaeospondylus en for liten underkjeve i forhold til hodeskallen og munnåpningen ble trukket tilbake,” la Hirasawa til.

Dette sees i en gruppe amfibier uten lemmer som lever i dag kalt caecilians.

Den “tilbaketrukkete” kjeven, sammen med en uvanlig flat hodeform, representerte sannsynligvis en tilpasning for et bunnboende habitat da det tillot sugefôring.

Forskerne oppdaget også kranietrekk som plasserte Palaeospondylus i kategorien tetrapodomorph, eller firbenet.

Kranielt skjelett av Palaeospondylus gunni rekonstruert ved synkrotronstråling røntgentomografi fra A: Ryggsyn, B: Ventralt syn og C: Venstre skrå sidevisning

Kranielt skjelett av Palaeospondylus gunni rekonstruert ved synkrotronstråling røntgentomografi fra A: Ryggsyn, B: Ventralt syn og C: Venstre skrå sidevisning

A: Plassering av kranieskjelettet til Palaeospondylus innebygd i fjell, B: Ryggsyn av kranieskjelettet, C: Ventralt syn på kranieskjelettet, D: Separate skjelettdeler

A: Plassering av kranieskjelettet til Palaeospondylus innebygd i fjell, B: Ryggsyn av kranieskjelettet, C: Ventralt syn på kranieskjelettet, D: Separate skjelettdeler

Tenner, dermale bein og sammenkoblede vedheng har aldri vært assosiert med Palaeospondylus.

Prof Hirasawa sa: ‘Om disse funksjonene var evolusjonært tapt eller om normal utvikling frøs halvveis i fossiler, vil kanskje aldri bli kjent.

“Likevel kan denne utviklingen ha lettet utviklingen av nye funksjoner som lemmer.”

Professor Hirasawa la til: «Den merkelige morfologien til Palaeospondylus, som er sammenlignbar med den til tetrapodlarver, er veldig interessant fra et utviklingsgenetisk synspunkt.

“Ta dette i betraktning, vil vi fortsette å studere utviklingsgenetikken som førte til denne og andre morfologiske endringer som skjedde ved overgangen vann-til-land i virveldyrhistorien.”

HVORDAN OPPDATTTE VI PALAEOSPONDYLUS?

Palaeospondylus-fossiler ble først oppdaget i Achanarras fiskebed i Caithness, Skottland rundt 1890.

De ble funnet av amatørpaleontologene Marcus og John Gunn – søskenbarn som bor i nærheten av Achanarras skiferbrudd.

Andre eksemplarer har siden blitt gravd opp på samme sted med noen flere funnet på to nærliggende steder.

Arten er ikke kjent noe annet sted i verden og er et unikt eksempel på fiskens tidlige liv på jorden.

Forskningen ble utført med Dr Daisy (Yuzhi) Hu ved Australian National University.

Doktorgradsstudenten sa: ‘Dette merkelige dyret har forvirret forskere siden det ble oppdaget i 1890 som et puslespill som har vært umulig å løse.

Morfologiske sammenligninger av dette dyret har alltid vært ekstremt utfordrende for forskere.

Nylige forbedringer i høyoppløselig 3D-segmentering og visualisering har imidlertid gjort denne tidligere umulige oppgaven mulig.

‘Å finne et eksemplar som er like godt bevart som det vi brukte, er som å vinne i lotto, eller enda bedre!’

De nye funnene betyr at forskere kan låse opp en rekke ukjente morfologiske trekk og evolusjonshistorie til firbenede dyr.

“Til tross for etterforskningen er det fortsatt vanskelig å fastslå hva dyret var med 100 prosent nøyaktighet,” la Dr Hu til.

“Selv med denne nye informasjonen er langvarige undersøkelser med felles innsats fra forskere fra hele verden nødvendig for å gi oss det perfekte svaret på hva som faktisk er Palaeospondylus gunni.”