Ny forskning udført af videnskabsmænd ved Smithsonian National Museum of Natural History, Royal Ontario Museum (ROM) og University of Montreal, har afsløret fossiler af en ny art af havdyr, Gy altsenglossus senis, (udtales Gen-zay- gloss-us senis), der giver nye beviser i den historiske debat blandt zoologer: hvordan anatomierne af de to hovedtyper af en dyregruppe kaldet hemichordater er forbundet. Fossilerne er over en halv milliard år gamle og blev opdaget på et Burgess Shale-sted i de canadiske Rockies. Denne opdagelse blev offentliggjort den 27. august 2020 i det videnskabelige tidsskrift Current Biology.
Da den tidlige udvikling af hemichordater er omstridt blandt forskere, er opdagelsen af Gy altsenglossus senis betydningsfuld. Det giver direkte fossile beviser, der forbinder de to hovedgrupper af hemichordater: enteropneusta og pterobranchia.
Selvom enteropneusts og pterobranchs ser ud til at være ganske forskellige typer dyr, er de nært beslægtede. Dette tætte forhold understøttes af DNA-analyse af nutidens arter. Mere generelt hjælper Gy altsenglossus' rolle i forståelsen af hemichordat-evolution os med at forstå oprindelsen af en større gruppe dyr kaldet deuterostomes (som omfatter mennesker) ved at afklare, hvilke egenskaber de kan have delt med hemichordater tidligt i deres historie.
Enteropneusta er en gruppe dyr, der almindeligvis er kendt som agernorme, som er lange, for det meste muddergravende dyr, som i dag kan findes i verdenshavene fra troperne til Antarktis. Den anden hovedgruppe af dyr inden for hemichordater er pterobranchs, som er mikroskopiske dyr, der lever i kolonier, hver beskyttet af rør, de konstruerer, og som lever af plankton ved hjælp af en krone af tentakler.
"Acorn orme og pterobranchs ser så forskellige ud fra hinanden, at forståelsen af oprindelsen af deres evolutionære forhold har været et stort historisk spørgsmål inden for zoologi," sagde Dr. Karma Nanglu, Peter Buck Deep Time post-doc. Smithsonian National Museum of Natural History og hovedforfatter på dette papir. "Besvarelsen af dette spørgsmål er blevet meget sværere af den ekstreme mangel på fossiler af disse bløde hemichordater. Gennem hemichordaters halv milliard år lange historie kan du tælle antallet af exceptionelle bevarede fossile arter på én hånd."
På trods af at de kun er to centimeter lange, afslører det bemærkelsesværdigt bevarede bløde væv fra Gy altsenglossus-fossilerne utroligt detaljerede anatomiske strukturer. Disse detaljer omfatter den ovale snabel af agernorme og en kurv med foderfangarme, der ligner dem fra ternes. Disse fossilers alder, kombineret med den unikke morfologiske kombination af de to store hemichordatgrupper, gør denne opdagelse til et kritisk fund for at forstå tidlig hemichordat-evolution.
"Et ældgammelt dyr med en mellemliggende anatomi mellem agern-orme og pterobranchs var blevet antaget før, men dette nye dyr er det klareste billede af, hvordan den forfædres hemichordate kan have set ud," siger Dr. Christopher Cameron, lektor ved University of Montreal og en medforfatter på denne undersøgelse. "Det er spændende at have så mange nye anatomiske detaljer til at hjælpe med at skabe nye hypoteser om hemichordat-evolution."
I tilfældet med Gy altsenglossus kan den exceptionelle bevarelse af disse fine detaljer tilskrives de unikke miljøforhold i Burgess-skiferen, som hurtigt begravede gamle dyr i undervands mudderskred. Gennem en kombination af faktorer, herunder at nedsætte hastigheden af bakterier, der forfalder de begravede dyrs kroppe, bevares fossilerne af Burgess-skiferen med langt større troskab end typiske fossilsteder.
"Burgess-skiferen har været afgørende for forståelsen af den tidlige dyreevolution siden dens opdagelse for over 100 år siden," siger medforfatter Dr. Jean-Bernard Caron, Richard M. Ivey Kurator for hvirvelløse palæontologi ved ROM og Associate Professor ved University of Toronto. Dr. Caron ledede feltekspeditionen i 2010, som samlede de 33 fossiler af Gy altsenglossus.
"I de fleste lokaliteter ville du være heldig at have de hårdeste dele af dyr, såsom knogler og tænder, bevaret, men ved Burgess Shale kan selv de blødeste kropsdele forstenes i udsøgte detaljer," siger Dr. Caron. "Denne nye art understreger vigtigheden af at gøre nye fossile opdagelser for at kaste lys over de mest genstridige evolutionære mysterier."
I dette særlige tilfælde antyder Gy altsenglossus, at den forfædres hemichordat muligvis har været i stand til at bruge fodringsstrategierne fra begge de moderne grupper. Ligesom agern orme, kan den lange snabel være blevet brugt til at spise næringsstoffyldt havmudder, mens på samme tid, og ligesom pterobranchs, rækken af seks fodringsarme sandsynligvis blev brugt til at gribe suspenderede fødepartikler direkte fra vandet ovenover hvor den kravlede.
Hemichordater tilhører en hovedopdeling af dyrelivet kaldet Deuterostomia, som omfatter kordater som fisk og pattedyr, og ikke opdelingen af dyreliv kaldet Protostomia, som omfatter leddyr som insekter og annelider som regnorme. Dr. Nanglu forklarer, når vi ser på Gy altsenglossus, ser vi faktisk på en meget, meget fjern slægtning til vores egen gren af hvirveldyr og menneskelig evolution.
"Det tætte forhold mellem hemichordater og vores egen evolutionære gruppe, akkordaterne, er en af de første ting, der gjorde mig begejstret for at undersøge dem," forklarer Nanglu."At forstå de ældgamle forbindelser, der forbinder dyr som fisk og endda mennesker med deres fjerne fætre som søpindsvin og agern, er et interessant område på det evolutionære træ, og Gy altsenglossus hjælper med at bringe dette link i fokus en smule mere klart."
Den oprindelige opdagelse og forskning fra 1909 om Burgess-skiferen blev lavet af Charles Walcott, som var sekretær for Smithsonian Institution på det tidspunkt. Burgess Shale fossile steder er placeret i Yoho og Kootenay Nationalparker og administreres af Parks Canada.
