研究人员在一条古老的下颚鱼身上发现了一颗3.8亿年前的心脏,这是迄今为止发现的最古老的心脏,同时还发现了一个单独的胃、肠和肝脏化石,这为我们人类身体的进化提供了新的视角。
这项新研究今天发表在科学节肢动物是一种已经灭绝的有盔甲的鱼类,在泥盆纪时期(4.192亿年前至3.589亿年前)繁荣发展,它的身体器官的位置与现代鲨鱼的解剖结构相似,提供了重要的新进化线索。
来自科廷大学分子与生命科学学院和西澳大利亚博物馆的特聘教授凯特·崔纳吉蒂克(Kate Trinajstic)表示,考虑到古代物种的软组织很少被保存下来,这一发现非常引人注目,发现3D保存就更罕见了。
崔纳吉蒂克教授说:“作为一名研究化石20多年的古生物学家,在3.8亿年前的祖先身上发现一颗保存完好的3D心脏,我真的很惊讶。”
“进化通常被认为是一系列的小步骤,但这些古老的化石表明,在无颌和有颌脊椎动物之间有一个更大的飞跃。这些鱼的心脏真的在嘴里和腮下——就像今天的鲨鱼一样。”
这项研究首次展示了一个复杂的s形心脏的3D模型,该模型由两个腔室组成,较小的腔室位于顶部。
崔纳吉蒂克教授说,这些特征在这些早期脊椎动物中已经很发达了,这为我们了解头颈部如何开始改变以适应下颚提供了一个独特的窗口,这是我们自己身体进化的关键阶段。
崔纳吉蒂克教授说:“这是我们第一次看到一条原始颚鱼的所有器官,我们特别惊讶地发现,它们与我们并没有太大的不同。”
“然而,有一个关键的区别-肝脏很大,使鱼保持浮力,就像今天的鲨鱼一样。”今天的一些硬骨鱼,如肺鱼和白鹭的肺是从鳔进化而来的,但重要的是,我们在我们研究的任何灭绝的甲鱼中都没有发现肺的证据,这表明它们是在后来的硬骨鱼中独立进化的。”
Gogo组,在西澳大利亚的金伯利地区,化石被收集,最初是一个大的珊瑚礁。
在悉尼的澳大利亚核科学技术组织和法国的欧洲同步加速器辐射设施的科学家的帮助下,研究人员使用中子束和同步加速器x射线扫描仍然镶嵌在石灰岩固结物中的标本,并根据细菌和周围岩石基质沉积的矿物密度的不同,构建了其中软组织的三维图像。
矿化器官的新发现,加上之前发现的肌肉和胚胎,使Gogo节肢动物成为所有有颌脊椎动物中最充分了解的,并阐明了向包括哺乳动物和人类在内的活着的有颌脊椎动物的进化过渡。
来自弗林德斯大学的合著者约翰·朗教授说:“这些古代鱼类的软器官的新发现确实是古生物学家梦寐以求的东西,因为毫无疑问,这些化石是这个时代世界上保存最完好的化石。”它们显示了Gogo化石在理解我们遥远进化过程中的重要步骤方面的价值。Gogo给了我们世界第一,从性的起源到最古老的脊椎动物心脏,现在是世界上最重要的化石遗址之一。是时候认真考虑将其列入世界遗产名录了。”
来自乌普萨拉大学的合著者Per Ahlberg教授说:“Gogo鱼真正的特殊之处在于它们的软组织以三维形式保存下来。大多数软组织保存的案例都是在扁平的化石中发现的,那里的软组织解剖结构只不过是岩石上的一个污点。我们也非常幸运,因为现代扫描技术使我们能够在不破坏这些脆弱软组织的情况下研究它们。几十年前,这个项目是不可能的。”
科廷领导的研究是与弗林德斯大学、西澳大利亚博物馆、法国的欧洲同步辐射设施、澳大利亚核科学技术组织的核反应堆、乌普萨拉大学、莫纳什大学的澳大利亚再生医学研究所和南澳大利亚博物馆合作进行的。
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