Các nhà khoa học cuối cùng đã có thể giải quyết một bí ẩn hàng thế kỷ trong quá trình tiến hóa của sự sống trên Trái đất, tiết lộ những động vật đầu tiên tạo ra bộ xương trông như thế nào. Khám phá này được thực hiện nhờ bộ sưu tập hóa thạch được bảo quản đặc biệt tốt được phát hiện ở phía đông tỉnh Vân Nam, Trung Quốc. Kết quả nghiên cứu được công bố ngày 2/11 trên tạp chí khoa học Kỷ yếu của Hiệp hội Hoàng gia B.

Trong một sự kiện được gọi là Vụ nổ kỷ Cambri cách đây khoảng 550-520 triệu năm, những loài động vật đầu tiên có bộ xương cứng cáp, mạnh mẽ bất ngờ xuất hiện trong hồ sơ hóa thạch chỉ trong nháy mắt địa chất. Nhiều hóa thạch ban đầu là những ống rỗng đơn giản có chiều dài từ vài mm đến vài cm. Tuy nhiên, loại động vật tạo ra những bộ xương này hầu như hoàn toàn không được biết đến, vì chúng thiếu sự bảo tồn của các bộ phận mềm cần thiết để xác định chúng thuộc các nhóm động vật chính vẫn còn sống đến ngày nay.

Mẫu hóa thạch (bên trái) và giản đồ (bên phải) của các mô mềm được bảo quản ở Gangtoconia aspera, bao gồm ruột và xúc tu. Tín dụng: Luke Parry và Guangxu Zhang

Bốn mẫu của Gangtokonya aspera Với các mô mềm vẫn còn nguyên vẹn, bao gồm cả phần ruột và miệng, nó được đưa vào nhóm hóa thạch 514 triệu năm mới. Những điều này cho thấy rằng loài này có miệng được bao quanh bởi một vòng móng vuốt trơn, không phân nhánh dài khoảng 5 mm (0,2 in). Có khả năng chúng đã được sử dụng để chích và bắt con mồi, chẳng hạn như động vật chân đốt nhỏ. Các cuộc khai quật cũng cho thấy rằng Gangtokunya Anh ta có một ruột mù (chỉ mở ở một đầu), được chia thành các khoang bên trong, lấp đầy chiều dài của ống.

Những đặc điểm này ngày nay chỉ được tìm thấy ở sứa hiện đại, hải quỳ và họ hàng của chúng (được gọi là cnidarians), những sinh vật có bộ phận mềm cực kỳ hiếm trong hồ sơ hóa thạch. Nghiên cứu cho thấy những loài động vật đơn giản này là một trong những loài đầu tiên tạo ra bộ xương rắn tạo nên phần lớn các mẫu hóa thạch được biết đến.

Theo các nhà nghiên cứu, Gangtokunya Nó sẽ trông tương tự như một loài sứa scyphozoan hiện đại, với cấu trúc hình ống cứng được cố định vào một chất nền cơ bản. Miệng của xúc tu mở rộng ra khỏi ống, nhưng có thể đã rút vào bên trong ống để tránh những kẻ săn mồi. Không giống như polyp của sứa sống, ống Gangtokunya Được tạo thành từ canxi photphat, một khoáng chất cứng cấu tạo nên răng và xương của chúng ta. Theo thời gian, việc sử dụng những vật liệu này để xây dựng bộ xương đã trở nên hiếm hơn đối với các loài động vật.

Ảnh chụp cận cảnh miệng của con mồi của Gang’s Tokunia cho thấy các xúc tu có thể được sử dụng để bắt con mồi. Tín dụng: Luke Parry và Guangxu Zhang

Tác giả tương ứng Dr. Luke Barry, Khoa Khoa học Trái đất,[{” attribute=””>University of Oxford, said: “This really is a one-in-million discovery. These mysterious tubes are often found in groups of hundreds of individuals, but until now they have been regarded as ‘problematic’ fossils, because we had no way of classifying them. Thanks to these extraordinary new specimens, a key piece of the evolutionary puzzle has been put firmly in place.”

The new specimens clearly demonstrate that Gangtoucunia was not related to annelid worms (earthworms, polychaetes and their relatives) as had been previously suggested for similar fossils. It is now clear that Gangtoucunia’s body had a smooth exterior and a gut partitioned longitudinally, whereas annelids have segmented bodies with transverse partitioning of the body.

The fossil was found at a site in the Gaoloufang section in Kunming, eastern Yunnan Province, China. Here, anaerobic (oxygen-poor) conditions limit the presence of bacteria that normally degrade soft tissues in fossils.

Fossil specimen of Gangtoucunia aspera preserving soft tissues, including the gut and tentacles (left and middle). The drawing at the right illustrates the visible anatomical features in the fossil specimens. Credit: Luke Parry and Guangxu Zhang

PhD student Guangxu Zhang, who collected and discovered the specimens, said: “The first time I discovered the pink soft tissue on top of a Gangtoucunia tube, I was surprised and confused about what they were. In the following month, I found three more specimens with soft tissue preservation, which was very exciting and made me rethink the affinity of Gangtoucunia. The soft tissue of Gangtoucunia, particularly the tentacles, reveals that it is certainly not a priapulid-like worm as previous studies suggested, but more like a coral, and then I realised that it is a cnidarian.”

Although the fossil clearly shows that Gangtoucunia was a primitive jellyfish, this doesn’t rule out the possibility that other early tube-fossil species looked very different. From Cambrian rocks in Yunnan province, the research team has previously found well-preserved tube fossils that could be identified as priapulids (marine worms), lobopodians (worms with paired legs, closely related to arthropods today), and annelids.

Co-corresponding author Xiaoya Ma (Yunnan University and University of Exeter) said: “A tubicolous mode of life seems to have become increasingly common in the Cambrian, which might be an adaptive response to increasing predation pressure in the early Cambrian. This study demonstrates that exceptional soft-tissue preservation is crucial for us to understand these ancient animals.”

Reference: “Exceptional soft tissue preservation reveals a cnidarian affinity for a Cambrian phosphatic tubicolous enigma” by Guangxu Zhang, Luke A. Parry, Jakob Vinther and Xiaoya Ma, 2 November 2022, Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences.
DOI: 10.1098/rspb.2022.1623