Rotting Fish Spoil Ideer om Early Life-Forms 'Enkelhet


Fem hundre millioner år siden slanket spinnløse akkordater gjennom jordens kambriske hav. Disse beskjedne skapningene vil etter hvert gi opphav til mer komplekse vertebrater som fisk, dinosaurer og til og med oss, så de er avgjørende bevis for at forskere forsøker å spore dyre evolusjonens tidlige skritt. Men

Fem hundre millioner år siden slanket spinnløse akkordater gjennom jordens kambriske hav. Disse beskjedne skapningene vil etter hvert gi opphav til mer komplekse vertebrater som fisk, dinosaurer og til og med oss, så de er avgjørende bevis for at forskere forsøker å spore dyre evolusjonens tidlige skritt. Men fordi disse organismer manglet bein eller skjell, har mykvevsfunksjonene som klarte å overleve fossiliseringsprosessen gjort prøvene veldig primitive, muligens overdrevent så.
Plassering av disse sjeldne mistenktene i evolusjonerende trær basert på noen grøtaktig egenskaper virket litt fishy til en gruppe forskere ved University of Leicester i England. De foreslår, i en studie publisert 31. januar i naturen, at noen av disse kambriumkordater kanskje ikke har vært så forenklede etter alle. (er en del av Nature Publishing Group.)
Hva får dem til å si det? Utallige timer med å se fiskrotting.
"Det er ganske stinkende arbeid, " sier Mark Purnell, av universitetets institutt for geologi og medforfatter av den nye studien. Men "resultatene er verdt innsatsen. Det forteller oss noe nytt om hvordan vi skal ta vare på å tolke den fossile posten."
De aller første hvirveldyrene hadde ennå ikke utviklet en ryggrad eller noen bein i det hele tatt, noe som gjør deres kambrianske periode fossiler enda sjeldnere enn de for senere dyr med bein, tenner og andre harde materialer, noe som ville etterlate "minst et livlig øyeblikksbilde av sitt skjelett, Sier purnell. Bare i sjeldne tilfeller var mineralsammensetningen og miljøfaktorer akkurat slik at mykevevet ble fossilisert.
Men mens bein kan ta årtier å forfall, kan myke funksjoner som øyne, gyder og organer forsvinne i løpet av måneder, uker og like dager. Så syntes forskerne at en liten moderne rettsmedisinsk sleuthing kunne bidra til å kjøre ut omtrent hva disse gamle skapningene så ut i livet for en halv milliard år siden.


For den skitne jobben valgte Purnell og hans team larver av Lampetra og Branchiostoma . Ingen røde sild, menes at disse samtidige innbyggerne i havet har nært likhet med kambriumkordater. Etter å ha gjort observasjoner av hvordan fiskelarverne brytes ned, utledde forskerne at mange av egenskapene som antas å ha vært fraværende fra noen 500 millioner år gamle akkordater, kanskje faktisk ble blekket under forfallsprosessen før fossilisering oppstod.
"Ideen om at tegn går tapt - spesielt i myke veveskaper - til dekomponering er ikke en ny ide, " sier Purnell. Men, bemerker han, "antagelsen har vært at de er tilfeldig distribuert."
Purnell og hans team fant at faktisk egenskaper forsvant i et særegent mønster. Noen deler, som tarm og lever, varte i 130 dager, men øynene var borte etter 64 dager og det multichambered hjertet etter bare om 11. "At mønsteret av nonrandom forfall i denne gruppen var så sterk var virkelig en overraskelse, "Sa Purnell.
Et slikt konsekvent putrefaction-mønster kommer også som en overraskelse for andre på sporet av tidlig dyrevolusjon. "Det er en formodning om at mange av disse utdøde dyrene bør tilhøre meget primitive og bisarre grupper, " sier Bruce Lieberman, professor i geologi-avdelingen ved University of Kansas i Lawrence, som ikke var involvert i studien. I de sjeldne tilfeller når disse gamle dyrene er godt bevart, "kan vi gjenkjenne at de har mange fellesiteter med levende ting, " sa han. "Mange av gruppene gjennomgår veldig tidlig evolusjonære utbrudd. Etter det er det bare en grunnleggende tinkering av skjemaer."
Noen av egenskapene til disse protofishene som er mest nyttige for å skille dem fra deres mer primitive forfedre, er faktisk raske å forfall, noe som fører Purnell til å varsle om at "hvis det bare har svært basale akkordegenskaper, kan det være at det er en mer komplekst dyr som har mistet mange funksjoner på grunn av nedbrytning .... Vi må ta det med i betraktning når vi vil avgjøre hva den faktiske anatomien har vært. "
De fete funnene førte forskerne til å foreslå at feilfortolkning av forfallne fossiler sannsynligvis har ført til hyppige "stem-ward slippage", der organismer blir konsekvent klassifisert som mer basale enn de egentlig var. De merker at det kan være "en utbredt, men for tiden ukjent bias i vår forståelse av den tidlige utviklingen av en rekke phyla" fordi manglende anerkjennelse av at noen funksjoner kanskje bare ble bleknet før fossilisering kan bety "feilaktige evolusjonære konklusjoner" - en stinkende situasjon, faktisk.
Reevaluering av evolusjonær revamping i disse første vertebrater "kan forandre ideen om hvilken hastighet og rekkefølge karakterene kommer til, " sier Purnell. Men Lieberman bemerker at funnene ikke bør tas for langt i laboratoriet. Bare fordi en mer avansert funksjon kan ha gått tapt for forfall betyr det ikke at det var, advarer han. "Hvis vi ikke kan se dem, " sier han om de spekulative egenskapene, "det er fortsatt bare så mye vi kan gjøre uten bevis."
Forskere har ikke vært blind for det faktum at forfall har sikkert spilt en rolle i å forandre mange av de skapningene de undersøker, men sier Lieberman: "Det er veldig vanskelig å ta det i betraktning i et kvantitativt rammeverk." Det kan være spesielt utfordrende, sier han, fordi fossiler av en art kan se ganske forskjellig fra hverandre hvis de kommer fra forskjellige steder som har forskjellige geologiske og mineralske sammensetninger.
Rottingfisken har ennå ikke gitt svar på denne quandaryen, og Lieberman sier at ikke annet enn å prøve å få så mange eksemplarer som mulig, har han ikke en løsning på tolkningsutfordringene, "bortsett fra å være forsiktig."
Som en hvilken som helst god kambrianskapsperre, fortsetter mysteriet med tidlig dyrs evolusjon bare å bli stickier og stinkere.

Når det kommer til fotosyntese, utfører planter kvantumberegningOceanic Dead Zones Fortsett å spreAstronautene tar første biter av salat vokst i rommetSoaring City SlickersVil fornyet interessen for kjernefysisk kraft gjenopplive uranindustrien?Hva er neste for NASAs nye astronautklasse?Gå FjerdeTopp Sci / Tech Gaver 2003