يقدم الاكتشاف الرائد لأحفورة إسفنجية بحرية عمرها 550 مليون عام رؤى جديدة حول تطور الإسفنج ويوجه عمليات البحث الأحفوري المستقبلية. إعادة بناء موقع حياة هيليكولوسيلوس في قاع البحر الإدياكاري. الائتمان: يوان Xunlai
يقدم البحث رؤى جديدة حول التطور المبكر للحيوانات.
اكتشف الباحثون بقيادة شوهاي شياو من جامعة فرجينيا للتكنولوجيا حفرية إسفنجية بحرية عمرها 550 مليون سنة، مما يسلط الضوء على فجوة عمرها 160 مليون سنة في السجل الحفري. توفر هذه الحفرية، التي تشير إلى أن الإسفنج المبكر كان يفتقر إلى الهياكل العظمية المعدنية، معلومات جديدة حول تطور أحد أقدم الحيوانات وتؤثر على كيفية بحث علماء الحفريات عن الإسفنج القديم.
للوهلة الأولى، لا يوجد شيء غامض في إسفنجة البحر البسيطة. لا دماغ. لا جرأة. لا توجد مشكلة في أن يعود تاريخها إلى 700 مليون سنة. ومع ذلك، فإن حفريات الإسفنج المقنعة يعود تاريخها إلى حوالي 540 مليون سنة فقط، مما يترك فجوة قدرها 160 مليون سنة في السجل الأحفوري.
في مقال نشر يوم 5 يونيو في المجلة طبيعةأبلغ عالم الأحياء الجيولوجية في جامعة فرجينيا للتكنولوجيا شوهاي شياو وزملاؤه عن إسفنجة بحرية عمرها 550 مليون عام من “السنوات الضائعة”، واقترحوا أن الإسفنج البحري المبكر لم يطور بعد هياكل عظمية معدنية، وبالتالي يقدم معايير جديدة في البحث عن الحفريات المفقودة.
يعتمد سر الإسفنج البحري المنقرض على مفارقة. تشير تقديرات الساعة الجزيئية، التي تقيس عدد الطفرات الجينية التي تتراكم مع مرور الوقت، إلى أن الإسفنج يجب أن يكون قد تطور منذ حوالي 700 مليون سنة. ومع ذلك، لم يتم العثور على حفريات إسفنجية مقنعة في الصخور بهذا العمر.
لسنوات عديدة، كان هذا اللغز موضوع نقاش بين علماء الحيوان وعلماء الحفريات.
يكمل هذا الاكتشاف الأخير شجرة العائلة التطورية لأحد أقدم الحيوانات، مما يفسر غيابها الواضح في الصخور القديمة ويربط النقاط بأسئلة داروين حول توقيت تطورها.
اكتشاف شياو الثوري
Xiao, qui a récemment été intronisé à l'Académie nationale des sciences, a découvert le fossile pour la première fois il y a cinq ans, lorsqu'un collaborateur lui a envoyé par SMS une photo d'un spécimen découvert le long du fleuve Yangtze في الصين. قال شياو، عضو هيئة التدريس في كلية العلوم: “لم أر شيئًا كهذا من قبل”. “على الفور تقريبًا أدركت أن هذا شيء جديد.”
بدأ شياو ومعاونوه في جامعة كامبريدج ومعهد نانجينغ للجيولوجيا وعلم الحفريات في استبعاد الاحتمالات واحدًا تلو الآخر: لا يوجد حيوان أسكيدي، ولا شقائق النعمان البحرية، ولا مرجاني. لقد تساءلوا عما إذا كانت إسفنجة بحرية قديمة بعيدة المنال؟
أعلن شوهاي شياو، عالم الأحياء الجيولوجية في جامعة فرجينيا للتكنولوجيا، وزملاؤه عن حفرية إسفنجية بحرية عمرها 550 مليون عام، مما يسد فجوة في شجرة العائلة التطورية لواحد من أقدم الحيوانات. تصوير سبنسر كوبيج لجامعة فرجينيا للتكنولوجيا. الائتمان: سبنسر Coppage لجامعة فرجينيا للتكنولوجيا
وفي دراسة سابقة نشرت عام 2019، اقترح شياو وفريقه أن الإسفنج المبكر لم يترك أي حفريات لأنه لم يطور القدرة على توليد الهياكل الصلبة التي تشبه الإبرة، والمعروفة باسم الشويكات، التي تميز الإسفنج البحري اليوم.
تتبع أعضاء فريق شياو تطور الإسفنج من خلال السجل الأحفوري. ومع عودتهم بالزمن إلى الوراء، أصبحت الشويكات الإسفنجية عضوية بشكل متزايد وأقل تمعدنا.
وقال شياو: “إذا قمت بالاستقراء، فربما كانت الكائنات الأولى عبارة عن مخلوقات ذات أجسام رخوة ذات هيكل عظمي عضوي بالكامل ولا تحتوي على معادن”. “إذا كان هذا صحيحًا، فلن يتمكنوا من النجاة من التحجر إلا في ظروف خاصة جدًا حيث يفوق التحجر السريع التحلل.”
في وقت لاحق من عام 2019، اكتشف فريق شياو البحثي الدولي حفرية إسفنجية محفوظة في مثل هذه الظروف: طبقة رقيقة من صخور الكربونات البحرية المعروفة بأنها تحافظ على وفرة من الحيوانات ذات الأجسام الرخوة، بما في ذلك بعض الكائنات الحية الدقيقة. أول الحيوانات المتنقلة.
وقال شياو: “في أغلب الأحيان، سيتم فقدان هذا النوع من الحفريات في السجل الأحفوري”. “هذا الاكتشاف الجديد يفتح نافذة على الحيوانات المبكرة قبل أن تطور الأجزاء الصلبة.”
اكتشاف الحفريات الجديدة وآثارها
وينتشر على سطح الحفرية الإسفنجية الجديدة مجموعة معقدة من الصناديق المنتظمة، كل منها مقسم إلى صناديق أصغر متطابقة.
“يشير هذا النمط المحدد إلى أن الإسفنج البحري المتحجر لدينا يرتبط ارتباطًا وثيقًا بنوع معين صِنف وقال شياو بينج وانج، باحث ما بعد الدكتوراه في معهد نانجينغ للجيولوجيا وعلم الحفريات وجامعة كامبريدج: “إنها مصنوعة من الإسفنج الزجاجي”.
هناك جانب آخر غير متوقع في أحفورة الإسفنج الجديدة وهو حجمها. وقال أليكس ليو، أحد المتعاونين من جامعة كامبريدج: “عندما كنت أبحث عن حفريات إسفنجية قديمة، توقعت أن تكون صغيرة جدًا”. “يبلغ طول الحفرية الجديدة حوالي 15 بوصة مع مخطط جسم مخروطي معقد نسبيًا، وهو ما يتحدى العديد من توقعاتنا حول وقت ظهور الإسفنج الأول.”
في حين أن الحفرية تملأ بعض السنوات المفقودة، فإنها توفر أيضًا للباحثين إرشادات مهمة حول كيفية البحث عن هذه الحفريات – والتي نأمل أن تؤدي إلى فهم أعمق لتطور الحيوانات المبكر في وقت لاحق.
وقال شياو: “يشير الاكتشاف إلى أن الإسفنج المبكر ربما كان إسفنجيًا ولكنه ليس زجاجيًا”. “نحن نعلم الآن أننا بحاجة إلى توسيع رؤيتنا عند البحث عن الإسفنج الأول.”
المرجع: “حيوان إسفنجي لمجموعة التاج الإدياكاري المتأخر” بقلم شياو بينج وانج، وألكسندر ج. ليو، وزهي تشن، وتشنجكسي وو، ويارونج ليو، وبن وان، وكي بانج، وتشوانمينج تشو، وشونلاي يوان، وشوهاي شياو، 5 يونيو 2024، طبيعة.
دوى: 10.1038/s41586-024-07520-ذ
