2019-01-22 08:00:03
含有1亿年历史的哈格鱼的僵化粘液震动了脊椎动物的家谱

芝加哥大学的古生物学家发现了第一个详细的化石鱼,这是一种海洋中粘糊糊的鳗鱼状腐尸喂食器。这个有着1亿年历史的化石有助于解答这些古老的,无颌的鱼何时从进化树上分支出来的问题,这些谱系产生了现代的下颚脊椎动物,包括硬骨鱼和人类。

这种名为Tethymyxine tapirostrum的化石是一种12英寸长的鱼,嵌在黎巴嫩白垩纪时期的石灰岩中。它填补了化石记录中1亿年的缺口,表明ha鱼与吸血的七鳃鳗比其他鱼更密切相关。这意味着hagfish和lampreys在大约5亿年前从其他脊椎动物系分支出来后,进化出了类似鳗鱼的体形和奇怪的喂食系统。

“这是对所有鱼类及其后代的家谱进行的一次重大改组。这使我们能够对独特的特征进行进化,使其与所有其他动物区别开来,”芝加哥研究员Tetsuto Miyashita博士说。在UChicago的有机生物学和解剖学系领导这项研究。研究结果发表在本周的“美国国家科学院院刊”上。

粘糊糊的死亡赠品

现代的hagfish以其奇异的,噩梦般的外观和独特的防御机制而闻名。它们没有眼睛,或下颚或牙齿咬,但是使用尖尖的舌头装置来玷污海底的死鱼和鲸鱼。当他们受到骚扰时,他们可以立即将周围的水变成泥土,堵塞潜在掠食者的鳃。

这种生产粘液的能力就是放弃了Tethymyxine化石。 Miyashita在斯坦福大学使用了一种称为同步加速扫描的成像技术来识别当hagfish化石化时留在石灰岩中的软组织的化学痕迹。这些软组织很少被保存,这就是为什么古代hagfish亲属研究的例子很少的原因。

扫描发现角蛋白的信号,角蛋白与构成人类指甲的材料相同。事实证明,角蛋白是使hagfish粘液防御如此有效的关键部分。 Hagfish在它们的身体上有一系列腺体,产生一小束紧密盘绕的角蛋白纤维,由粘液粘液润滑。当这些小包撞到海水时,纤维会爆炸并将水淹入其中,将一切变成鲨鱼窒息的污水。纤维非常坚固,干燥后就像丝线一样;他们甚至被研究成为可能的生物合成纤维来制作衣服和其他材料。

Miyashita和他的同事在化石体内发现了超过一百种浓度的角蛋白,这意味着当海洋包括我们今天不再看到的蛇颈龙和鱼龙等可怕的捕食者时,古老的ha鱼可能会进化出它的粘液防御。

Miyashita说:“我们现在有一种化石能够在数亿年后推翻类似hagfish的身体计划的起源。” “现在,接下来的问题是,这是如何改变我们对所有这些早期鱼类血统之间关系的看法。”

振动脊椎动物的家谱

新化石的特点有助于将hagfish及其亲属放在脊椎动物的家谱上。在过去,科学家们不同意他们所属的地方,这取决于他们如何处理这个问题。那些仅靠化石证据的人倾向于得出结论,ha鱼是如此原始,以至于它们甚至都不是脊椎动物。这意味着所有鱼类和它们的脊椎动物后代都有一个共同的祖先 - 或多或少 - 看起来像一只ha鱼。

但那些使用基因数据的人认为,ha鱼和灯盏之间的关系更为密切。这表明现代的hagfish和lampreys是脊椎动物家谱中的奇怪的。在这种情况下,ha鱼和lamp鱼的原始外观具有欺骗性,所有脊椎动物的共同祖先可能更像传统的鱼类。

Miyashita的工作调和了这两种方法,使用来自化石的动物解剖学的物理证据得出与遗传学家相同的结论:hagfish和lampreys应该与其他鱼类分开。

“从某种意义上说,这重新解决了我们如何理解这些动物的议程,”UChicago的生物与生物解剖学教授迈克尔科茨说,他是新研究的合着者。 “现在我们有了这个重要的佐证,他们是一个群体。虽然它们仍然是脊椎动物生物多样性的一部分,但我们现在必须更仔细地研究ha鱼和灯盏,并认识到它们作为一种特殊条件的明显原始性。

古生物学家在过去几年中越来越多地使用复杂的成像技术,但Miyashita的研究是迄今为止使用同步加速器扫描识别化石中的化学元素的少数人之一。 虽然检测ha鱼化石中的解剖结构至关重要,但他相信它也可以成为一种有用的工具,帮助科学家检测用于修饰化石的涂料或胶水,甚至可以直接锻造标本。 任何使化石标本变得更有趣的尝试都会留下化学指纹,这些指纹在同步加速器扫描中像节日装饰一样点亮。

科茨说:“我对Tetsuto在这里编组的内容印象深刻。” “他最大限度地利用了可应用于这种化石的所有不同技术和方法,从中提取信息,理解并彻底检查。”

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