Byl tento mořský tvor naším předkem? Vědci obrátí slavnou fosilii vzhůru nohama

Za posledních 500 milionů let se obratlovci vyvinuli do závratné řady forem, od kolibříků po slony, od býčích žab po žraloky kladivouny, nemluvě o exotických druzích vzpřímených lidoopů. Ale pod vší touto rozmanitostí sdílejí obratlovci některé klíčové rysy.

Všichni máme páteř tvořenou například obratli spolu s lebkou, ve které je uložen mozek. Sdílíme tyto charakteristické rysy, protože všichni pocházíme ze společného předka: ryby, která plavala v kambrických mořích.

Když se ale paleontologové ohlédnou zpět v čase, příběh se zamotá. Rané zvířecí fosilie odhalují řadu podivných tvorů se záhadnými těly a neobvyklými přívěsky. „Vypadali jako děsivá monstra,“ řekl Jacob Vinther, paleontolog z Bristolské univerzity.

v Stay V úterý Dr. Vinther a jeho kolegové zveřejnili provokativní teorii o tom, jak se nám někteří z těchto podivínů jeví. Středobodem jejich argumentu je stužkovitý, jeden palec dlouhý tvor, který žil před 508 miliony let. Paleontologové debatují o tomto starověkém plavci, známém jako Pikaia, po celá desetiletí. Nyní Dr. Vinther a jeho kolegové tvrdí, že předchozí výzkumníci byli svedeni z omylu tím, že se dívali na Pikaiu vzhůru nohama.

Pikaiah se objevila v roce 1910 mezi množstvím raných zvířecích fosílií, které objevil Charles Walcott, americký paleontolog, v kanadských Skalistých horách. Walcott končím Že byla pikaia mnohoštětinatcem neboli mořským červem, naznačují krátké polypy visící na předním konci jejího těla. Mnohoštětinatci mají po celém těle podobné přívěsky, které používají k plavání nebo plazení.

Ale téměř o sedm desetiletí později Simon Conway Morris, britský paleontolog, řekl, že Pikaia není červ. Ukázal na svalové snopce, které se táhly po délce zvířecího těla, a navrhl, že pikaia jsou místo toho blízko obratlovcům. „Pikaya nemusí být daleko od ryb předků.“ knihy V roce 1979.

Pikaia se stala celebritou v kruzích paleontologie. Harvardský evoluční biolog Stephen Jay Gould ve své knize A Wonderful Life z roku 1989 chválil zvíře jako „prvního zaznamenaného člena našich přímých předků“.

Mnoho dalších odborníků ale zůstalo skeptických. Ukázali na sebe Zvláštní rysy Pikaia byl později identifikován Dr. Conway Morris a Jean-Bernard Caron z University of Toronto. Ještě záhadnější byla široká trubice táhnoucí se podél zadní části těla zvířete, kde by se dalo u obratlovce očekávat nervovou šňůru. Dr. Conway Morris a Dr. Caron tomu říkali „hřbetní orgán“, ale neměli ponětí, co to dělá.

„Tento dlouhý, ikonický ‚předchůdce obratlovců‘ zůstává záhadou,“ říká francouzský paleontolog Philippe Janvier. knihy V roce 2015

O několik let později, poté, co v Grónsku nalezl několik fosilií podobných obratlovcům, se Dr. Vinther rozhodl pro srovnání podívat na Pikaiu blíže. Při zkoumání snímku ve vysokém rozlišení na svém počítači uviděl na hřbetním orgánu něco divného. Měl skvrny, které doktor Venter rozpoznal jako sedimenty z mořského dna.

Jediný způsob, jak se sediment mohl dostat dovnitř pikaia, byl, kdyby měl hřbetní orgán otvor směrem ven z těla zvířete. U obratlovců je jediným orgánem, který odpovídá tomuto popisu, trávicí systém.

Doktor Vinther tedy obrátil obraz na obrazovce tak, že hřbetní orgán probíhal po břiše zvířete, nikoli po jeho zádech. S touto změnou se zdálo, že i zbytek Pikayovy anatomie zapadl na své místo. Přes fosilii se nyní objevila čára, kterou Dr. Conway Morris a Dr. Caron identifikovali jako krevní cévu, kde měl být nervový provazec.

„Myslel jsem, že to dává větší smysl,“ vzpomíná Dr. Vinther.

Během několika příštích let objevil Dr. Venter a jeho spolupracovníci další účinky na nervový systém v Pikaia. Sledovali novou nervovou šňůru v jeho hlavě, kde viděli náznaky toho, co by mohlo být minimozkem. Našli také nervy odbočující z mozku a zasahující do páru chapadel, která vyrůstají z hlavy zvířete.

Výzkumníci si nyní představují pikaiu jako volně plavajícího živočicha, který hledá částice potravy k jídlu. Zdálo se, že postrádá oči a místo toho používal své drápy k prozkoumávání okolí.

Pokud jde o přívěsky, o kterých se předpokládalo, že visí z Pikayovy hlavy, vědci je nyní vidí, jako by se rozprostíraly nad ním. Mohly to být opeřené výběžky žaber, kterými pikaya čerpala kyslík z vody.

Vědci poté piku a její novou anatomii porovnali s dalšími neobvyklými fosiliemi, o kterých se předpokládá, že souvisejí s obratlovci. Skončili s novým – a kontroverzním – rodokmenem.

Giovanni Mosini, paleontolog z University of Cambridge a člen výzkumného týmu, říká, že pikaea a všichni obratlovci se vyvinuli z opravdu zvláštních tvorů tzv. vetulikoliáni. Přední polovinu jejich těl tvořil obří koš, který zadržoval vodu a zachycoval visící kousky jídla, zatímco zadní polovinu tvořil svalnatý ocas, který končil v řiti zvířete.

Fytokolion pokračoval ve vývoji většího a silnějšího ocasu, říká teorie, zatímco jejich košík se zmenšil na malou tlamu a hrdlo, ve kterém byly umístěny žábry.

Pan Mosini a jeho kolegové navrhli, že novější předkové obratlovců se stali lepšími plavci. Na rozdíl od pikas prodlužovali své ocasy až za jejich útroby – rys, který se vyskytuje u všech ryb, stejně jako u suchozemských obratlovců s ocasem. Ještě později se u prvních primitivních ryb vyvinula chrupavčitá pouzdra kolem jejich mozku, z nichž vznikly první lebky. Později se z nich vyvinuly kompletní kostry.

„Není to velká exploze, je to dospělá ryba,“ řekl pan Mosini. „Plán těla obratlovců mohl mít mnohem delší sestavu, než jsme si mysleli.“

Je možné, že Pikaia potřebovala své vlastní srdce, řekl Karma Nanglo, paleontolog z Harvardské univerzity, který se na nové studii nepodílel. „V paleontologii se neustále dějí bláznivější věci,“ řekl.

I když otočení Picaia vzhůru nohama mohlo vyřešit některé záhady, vytvořilo také nové. Zvířata se smyslovými chapadly obvykle raší z temene hlavy. V rekonstrukci pana Mussiniho a doktora Ventera se vynořují zdola. Je také vzácné, že se vnější nozdry tyčí nad hlavou zvířete.

„Je pro mě těžké si představit plavání podél mořského dna,“ řekl Dr. Nangelo.

Pro doktora Nangla bylo těžší přijmout, že naši předkové byli košatí vegetariáni. Zkameněliny zvířat se obtížně interpretují a vyvolávají mnoho argumentů. Například někteří fytokuliáni mají po stranách koše řadu otvorů, o kterých se někteří badatelé domnívají, že jsou předchůdci žáber. Jiní ale věří, že podobnost je jen náhodná.

Doktor Nangelo však před výzkumným týmem smekl klobouk, protože byl dost odvážný, aby se vrátil k debatě, která začala před generacemi. „To otevírá novou oblast diskuse, spíše než uzavírání knihy,“ dodal.