Ένα θαλάσσιο πλάσμα που τα απολιθώματα του διατηρήθηκαν για 518 εκατομμύρια χρόνια φωτίζει την εξέλιξη μιας οικογένειας θαλάσσιων ζώων. Τα απολιθώματα που ανακαλύφθηκαν στη νοτιοδυτική Κίνα δείχνουν ότι ένα ζώο που ονομάζεται Yujingia glutenotunica έζησε κοντά στις εξελικτικές ρίζες των αμβουλακραρίων (Ambulacraria) της ομάδας που περιλαμβάνει τους αστερίες, τους αχινούς αλλά και τους εντεροσκώληκες.
Η ανατομία του αμφισβητεί την παλαιότερη και επί μακρόν επικρατούσα άποψη ότι ο κοινός τους πρόγονος ήταν ένα σκωληκόμορφο ζώο που ζούσε μέσα σε λαγούμια στον πυθμένα και φιλτράριζε την τροφή του μέσω του φάρυγγα και των βραγχιακών ανοιγμάτων του.
Η διεθνής ομάδα, στην οποία συμμετείχαν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και το Northwest University της Κίνας δημοσίευσε τα ευρήματα στην επιθεώρηση «Current Biology».
Η ανακάλυψη θα μπορούσε να βοηθήσει να εξηγηθεί πώς συγγενικά ζώα ανέπτυξαν τόσο διαφορετικά σώματα, όπως αυτά των αστεριών της θάλασσας, των σκωλήκων και των ανθρώπων.
Το Yujingia έζησε κατά τη διάρκεια της Κάμβριας έκρηξης, όταν οι περισσότερες μεγάλες ομάδες ζώων εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στο αρχείο των απολιθωμάτων. Μεγάλο μέρος των στοιχείων από αυτή την περίοδο προέρχεται από πλάσματα με σκληρά κελύφη ή σκελετούς. Τα μαλακά σώματα συνήθως αποσυντίθεντο προτού προλάβουν να αφήσουν τόσο λεπτομερή αποτυπώματα.
Οι σχιστόλιθοι Maotianshan στην επαρχία Γιουνάν της Κίνας προσφέρουν ένα σπάνιο παράθυρο σε αυτή την κατά τα άλλα χαμένη ιστορία.
Οι συνθήκες εκεί διατήρησαν τα σώματα, τα έντερα και τα εξαρτήματα του Yujingia, προσφέροντας σπάνια παραδείγματα πρώιμων αμβουλακραρίων χωρίς ορυκτοποιημένους σκελετούς. Τα δείγματα έχουν μήκος από 8 έως 22 χιλιοστά.
Τα δύο σύνολα εξαρτημάτων αποκαλύπτουν τον τρόπο με τον οποίο πιθανότατα ζούσαν αυτά τα ζώα. Πλοκάμια που έμοιαζαν με φτερά συνέλεγαν οργανικά σωματίδια αιωρούμενα στο νερό, ενώ ένα δεύτερο σύνολο πιθανότατα τα συγκρατούσε προσωρινά πάνω στον πυθμένα της θάλασσας. Αν και περνούσαν χρόνο προσκολλημένα στον πυθμένα, πιθανότατα μπορούσαν να μετακινούνται σε κάποιο βαθμό.
O πρόγονος των αστεριών
Τα Ambulacraria, τα οποία ταξινομήθηκαν για πρώτη φορά τη δεκαετία του 1880, αποτελούν έναν από τους δύο μεγάλους κλάδους των δευτεροστόμιων ζώων (Deuterostomia). Περιλαμβάνουν τα εχινόδερμα, όπως οι αστερίες και οι αχινοί, καθώς και τα ημιχορδωτά, όπως τα εντερόσκωληκα. Ο άλλος μεγάλος κλάδος, τα χορδωτά, περιλαμβάνει τους ανθρώπους.
Η ανακατασκευή της μορφής του αρχαίου προγόνου των αμβουλακραρίων βοηθά τους ερευνητές να κατανοήσουν πώς αυτές οι εξελικτικές γραμμές ανέπτυξαν διαφορετικά σώματα και διαφορετικούς τρόπους διατροφής.
Για να τοποθετήσουν το Yujingia στο εξελικτικό γενεαλογικό δέντρο των ζώων οι ερευνητές δημιούργησαν μια βάση δεδομένων με 505 ανατομικά χαρακτηριστικά από 100 ζωντανά και εξαφανισμένα ταξινομικά σύνολα.
Χρησιμοποίησαν Μπεϋζιανή φυλογενετική ανακατασκευή, μια στατιστική μέθοδο που αξιολογεί πιθανές εξελικτικές σχέσεις με βάση κοινά χαρακτηριστικά.
Τα αποτελέσματα τοποθέτησαν το Yujingia πιο κοντά στον τελευταίο κοινό πρόγονο των σημερινών αμβουλακραρίων από ό,τι τα απολιθώματα που είχαν περιγραφεί προηγουμένως. Ωστόσο, η ανάλυση δεν το χαρακτηρίζει ως τον ίδιο τον πρόγονο· το αναγνωρίζει ως έναν ιδιαίτερα κατατοπιστικό συγγενή που βρίσκεται κοντά σε εκείνον τον προγονικό κλάδο.
Ο συνδυασμός χαρακτηριστικών του συνδέει τα ζώα της πρώιμης Κάμβριας περιόδου που διέθεταν πλοκάμια με τις εξελικτικές γραμμές που οδήγησαν στα σύγχρονα ημιχορδωτά και εχινόδερμα. Υποδεικνύει επίσης ότι ένα πολύπλοκο σύστημα διατροφής είχε εξελιχθεί πριν από την απόκτηση του σκληρού σκελετού και άλλων εξειδικευμένων χαρακτηριστικών από τα εχινόδερμα.
Πώς η διατροφή μπορεί να διαμόρφωσε τα σώματα των ζώων
Τα απολιθώματα προσφέρουν επίσης έναν τρόπο σύνδεσης της ανατομίας με τον τρόπο ζωής. Ένα ζώο που συλλέγει σωματίδια τροφής καθώς παραμένει προσκολλημένο στον πυθμένα αντιμετωπίζει διαφορετικές απαιτήσεις από ένα ζώο που μετακινείται στο περιβάλλον του αναζητώντας τροφή.
Αυτές οι διαφορετικές απαιτήσεις θα μπορούσαν να ευνοήσουν την ανάπτυξη πολύ διαφορετικών δομών.
«Μας δείχνει πώς η οικολογία μπορεί να οδηγήσει διαφορετικές εξελικτικές γραμμές σε εντελώς διαφορετικές πορείες και σε πολύ διαφορετικές μορφολογικές εξειδικεύσεις», ανέφερε ο Mussini.
«Τα χορδωτά έγιναν εξαρτώμενα από την κίνηση για την εύρεση τροφής οπότε βελτίωσαν την υδροδυναμική μορφή του σώματός τους και ανέπτυξαν τον εγκέφαλό τους ενώ τα μέλη της εξελικτικής γραμμής των αστεριών της θάλασσας παρέμειναν σχετικά αγκυρωμένα στον πυθμένα και εξειδικεύτηκαν σε αυτόν τον τρόπο ζωής που βασίζεται στη συλλογή σωματιδίων τροφής».