Dinții fosili vechi de 439 de milioane de ani schimbă opiniile de lungă durată asupra evoluției
Reconstrucția volumetrică a unei proteze dentare prin prisma aspectului lingual al acesteia (model total de Qianodus dublus). Exemplarul are o lungime mai mare de 2 mm. Credit: Chu et al.
Dinții fosili rari chinezi au schimbat convingerile oamenilor de știință cu privire la evoluția vertebratelor.
O echipă internațională de oameni de știință a descoperit rămășițele de pești cu dinți care datează de 439 de milioane de ani, ceea ce indică faptul că strămoșii condrichthianilor (rechini și raze) și oscile (pești cu raze și cu aripioare lobice) au apărut mult mai devreme decât se credea anterior.
Rezultatele au fost publicate recent în prestigioasa jurnală temperare natura.
Un loc îndepărtat din provincia Guizhou din sudul Chinei a făcut descoperiri remarcabile de fosile, inclusiv dinți solitari identificați ca aparținând unei noi specii (Qianodus doubleis) de vertebrate primitive cu falci din perioada antică Siluriană (acum aproximativ 445 până la 420 de milioane de ani). Qianodus, numit după numele antic al actualului Guizhou, avea elemente dentare neobișnuite, asemănătoare unui melc, purtând mai multe generații de dinți care au fost inserați de-a lungul vieții animalului.
Reconstituirea unui Qianodus doubleis de înot. Credit: IVPP
Una dintre cele mai rare fosile găsite la acest sit a fost spirochetele dentare (sau zefitele) din Qianodus. Datorită dimensiunilor sale mici, care rareori depășesc 2,5 mm, a trebuit să fie studiat sub mărire folosind lumină vizibilă și raze X.
O caracteristică notabilă a firimiturii era că aveau o pereche de rânduri de dinți plasate într-o zonă de mijloc ridicată de la baza plăcuțelor. Acești așa-numiți dinți primari prezintă o creștere treptată a dimensiunii pe măsură ce se apropie de viermele interior (lingual). Decalajul distinct dintre cele două rânduri primare de dinți este ceea ce distinge florile Qianodus de cele ale altor vertebrate. Deși nu a fost detectat anterior în plăcuțele dentare ale speciilor fosile, un aranjament similar al rândurilor de dinți proximali este prezent și în dinții multor rechini moderni.
Secțiune ipotetică de-a lungul lungimii pivotării dintelui în vedere laterală (tip cuprinzător de Qianod dublu). Exemplarul are puțin peste 2 mm lungime. Credit: Chu et al.
Descoperirea indică faptul că grupuri cunoscute de vertebrate cu falci din așa-numita „epoca peștilor” (cu 420 până la 460 de milioane de ani) au apărut de fapt cu aproximativ 20 de milioane de ani în urmă.
„Qianodus ne oferă primele dovezi concrete de dinți și fălci de extensie, din această perioadă critică timpurie a evoluției vertebratelor”, a spus Li Qiang de la Universitatea Normală Qujing.
Spre deosebire de dinții rechinilor moderni care cad în mod constant, cercetătorii cred că pernițele dentare Qianodus au rămas în gură și au crescut în dimensiune pe măsură ce animalul creștea. Această explicație explică mărirea treptată a dinților de înlocuire și lărgirea bazei maxilarului ca răspuns la creșterea continuă a dimensiunii maxilarului în timpul dezvoltării.
Pentru cercetători, cheia reconstrucției creșterii bulelor au fost două mostre aflate într-un stadiu incipient de formare, ușor de identificat prin dimensiunile lor semnificativ mai mici și mai puțini dinți. O comparație cu cele mai numeroase bleb mature a oferit paleontologilor o perspectivă rară asupra mecanicii evolutive a dinților de vertebrate timpurii. Aceste observații indică faptul că dinții primari au fost primii formați, în timp ce adăugarea dinților laterali (suplimentari) a avut loc mai târziu în evoluție.
Reconstruire dublu Qianod, Vertebrate primitive cu falci. Credit: Zhang Heming
„În ciuda caracteristicilor lor distinctive, cadranele dentare au fost raportate în multe linii dispărute de cartilaginoase și osteoclaste”, a spus Plamen Andreev, autorul principal al studiului. „Unele dintre cartilajele timpurii și-au construit chiar dinții în întregime din niște dinte strânse distanțate.”
Cercetătorii susțin că acesta a fost și cazul lui Qianodus. Ei au ajuns la această concluzie după ce au examinat bule minuscule (1-2 mm lungime) de la o nouă specie de radiație sincrotron – un proces de scanare CT care utilizează raze X de înaltă energie de la un accelerator de particule.
Profesorul Chu Min de la Institutul de Paleontologie și Paleoantropologie Vertebrate din Academia Chineză de Științe.
Aceste observații sunt susținute de un arbore filogenetic care îl identifică pe Qianodus ca o rudă apropiată a grupurilor de condrichthyan dințate pe bază de vertici dispărute.
„Cronologia noastră modificată pentru originea grupurilor majore de vertebrate cu falci este în concordanță cu opinia că diversificarea lor inițială a avut loc la începutul perioadei siluriene”, a spus profesorul ZHU.
Descoperirea lui Qianodus oferă dovezi concrete ale vertebratelor dintate, asemănătoare rechinilor, care împodobesc cu zeci de milioane de ani mai devreme decât se credea anterior. Analiza genetică prezentată în studiu definește Qianodus ca o specie primitivă de condrichthyan, ceea ce înseamnă că peștii cu falci erau deja destul de diversi în Silurianul inferior și au apărut la scurt timp după evoluția mineralizării scheletice în descendența strămoșilor vertebratelor fără fălci.
Evan Sansom, coautor al studiului, a spus: Universitatea din Birmingham.
Referință: „Cei mai vechi dinți de gnatostome” de Plamen S. Andreev și Evan J. temperare natura.
DOI: 10.1038 / s41586-022-05166-2