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研究人员在一种古代有颌鱼身上发现了一颗3.8亿年前的心脏——迄今为止发现的最古老的心脏——以及一个独立的胃、肠和肝脏化石,为我们自己身体的进化提供了新的线索。
研究人员在Gogo鱼化石中发现了3.8亿年前的3D保存心脏。
研究人员在一种古代有颌鱼身上发现了一颗3.8亿年前的心脏——迄今为止发现的最古老的心脏——以及一个独立的胃、肠和肝脏化石,为我们自己身体的进化提供了新的线索。
文章发表在Science杂志,发现一种已灭绝的、在4.192亿年前至3.589亿年前的泥盆纪时期繁盛的甲壳鱼类,节甲鱼(arthrodires)体内器官的位置与现代鲨鱼的解剖结构相似,提供了重要的新的进化线索。
首席研究员、来自科廷分子与生命科学学院和西澳大利亚博物馆的特约教授Kate Trinajstic说,这一发现非常了不起,因为古代物种的软组织很少被保存下来,而找到3D保存的就更罕见了。
Trinajstic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了一个保存完好的3D心脏,我真的很惊讶。”进化通常被认为是一系列小步骤,但这些古老的化石表明,在无颚脊椎动物和有颚脊椎动物之间有一个更大的飞跃。这些鱼的心脏就在嘴里和鳃下,就像现在的鲨鱼一样。”
这项研究首次展示了关节器中复杂s型心脏的3D模型,该模型由两个腔室组成,较小的腔室位于顶部。
这些特征在这些早期脊椎动物中是先进的,这为研究头部和颈部如何开始改变以适应下颌提供了一个独特的窗口,这是我们身体进化的关键阶段。这是我们第一次看到原始颌鱼的所有器官在一起,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,可以让鱼保持浮力,就像今天的鲨鱼一样。今天的一些硬骨鱼,如肺鱼和桦鱼的肺是从鱼鳔进化而来的,但重要的是,我们没有在任何灭绝的节甲鱼中发现肺的证据,这表明它们在后来的硬骨鱼中独立进化。”
这些化石是在澳大利亚西部金伯利地区采集的戈戈组(Gogo Formation),最初是一个巨大的珊瑚礁。
在悉尼的澳大利亚核科学与技术组织和法国的欧洲同步辐射设施的科学家的帮助下,研究人员使用中子束和同步X射线扫描仍然嵌在石灰石混凝土中的标本,并根据细菌和周围岩石基质沉积的不同密度的矿物质构建了其中软组织的三维图像。
除了之前发现的肌肉和胚胎外,这次矿化器官的新发现使Gogo鱼成为所有颌干脊椎动物中被理解得最充分的动物,并阐明了向现存颌干脊椎动物(包括哺乳动物和人类)的进化过渡。
这些在这些古代鱼类中发现的柔软器官真的是古生物学家们梦寐以求的东西,因为毫无疑问,这些化石是这个时代世界上保存最好的化石。他们展示了Gogo化石在理解人类遥远进化过程中的重大步骤方面的价值。从性的起源到最古老的脊椎动物心脏,Gogo给了我们世界第一,现在它是世界上最重要的化石遗址之一。是时候认真考虑把这个地方列为世界遗产了。
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被保存在三维空间中。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,因为现代扫描技术允许我们研究这些脆弱的软组织而不破坏它们。在几十年前,这个项目是不可能的。”
Exceptional preservation of organs in Devonian placoderms from the Gogo lagerst?tte’
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