„Nu-mi venea să cred ce vedeam” – descoperirea piesei lipsă din puzzle-ul evoluției din roci vechi de 130 de milioane de ani

În imagine este o placă de rocă care conține cele mai vechi dovezi ale prezenței vertebratelor în marea adâncă. Dovezile fosile constau din gropi și pasaje produse de hrănirea peștilor în timpul Cretacicului timpuriu. Structurile în formă de farfurie au aproximativ 4 cm lățime. Credit: Andrea Bacon

Oamenii de știință au descoperit piesa lipsă a puzzle-ului evolutiv în roci vechi de 130 de milioane de ani. Această descoperire vine ca rezultat al cooperării internaționale Facultatea de Științe, Universitatea din Lisabona (Portugalia) este implicată.

în ciuda faptului că Vertebrate Fiind o componentă dominantă a ecosistemelor de adâncime contemporane, nu au existat dovezi fosile de pești de adâncime mai vechi de 50 de milioane de ani. Acum, recenta descoperire a fosilelor excepțional de rare oferă cea mai veche dovadă cunoscută a peștilor de adâncime. Acest lucru împinge cronologia colonizării de adâncime înapoi cu 80 de milioane de ani.

Rezultatele au fost publicate recent în jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.

„Când am găsit fosilele pentru prima dată, nu mi-a venit să cred ce vedeam”, spune paleontologul Andrea Bacon, liderul acestui studiu și cercetător la Universitatea din Genova (Italia). El a fost cel care a descoperit fosile de pești în nord-vestul Apeninii, lângă Piacenza, Modena și Livorno (Italia).

Barbunul produce o gaură de hrănire pe fundul mării de mică adâncime a Mării Ligurice. Noul studiu raportează structuri identice din sedimentele cretacice din nordul Apeninii Italiei. Rezultatele indică faptul că gropile de hrănire cu fosile sunt cele mai vechi dovezi ale vertebratelor de adâncime. Credit: Andrea Bacon

Motivul acestei uimiri este vechimea îndepărtată a fosilelor, care precede orice altă dovadă a existenței peștilor de adâncime cu un milion de ani. Fosilele recent descoperite datează din epoca timpurie Perioada cretacică (acum 130 de milioane de ani). „Noile fosile arată activitatea peștilor pe fundul mării, datând din epoca dinozaurilor, care avea mii de metri adâncime”, adaugă Andrea Baucon.

Folosind fotogrammetrie, oamenii de știință au furnizat o hartă a cotei înfrumusețată cu fotografii a craterelor și a căilor de alimentare ale fosilelor. Aceste dovezi reprezintă cele mai vechi dovezi ale vertebratelor de adâncime. Credit: Girolamo Lo Russo

Fosilele recent descoperite sunt rare și neobișnuite. Acestea includ fosile în formă de castron produse de peștii de hrănire antici, precum și calea întortocheată formată de coada peștelui înotător, care traversează fundul noroios al mării. Aceste fosile arheologice nu includ fosile corporale, cum ar fi oasele de pește, dar înregistrează comportamentul antic. Ca atare, fosilele din Apenin reprezintă un punct critic în spațiu și timp. Este punctul în care peștii s-au mutat de pe platforma continentală și au colonizat un nou mediu aspru, situat departe de habitatul lor original.

La mii de metri sub suprafața Oceanului Tethys – un ocean străvechi care a existat între 250 și 50 de milioane de ani în urmă și este un precursor al Mării Mediterane de astăzi – cel mai vechi pește de adâncime s-a confruntat cu condiții de mediu dure în comparație cu adancimea lor. originile apei. Întunericul total, temperaturile aproape de îngheț și presiuni enorme limitează supraviețuirea acestor pionieri abisali.

Videoclipul arată o himeră înotând deasupra sedimentelor din șanțul Kermadec (adâncime: 1.544 de metri) și apoi cufundându-și gura în sediment pentru a se hrăni. În noul studiu, oamenii de știință au studiat comportamentul peștilor moderni pentru a înțelege comportamentele asociate cu cele mai vechi fosile de vertebrate de adâncime. Credit: Thomas Linley, Alan Jamieson

Astfel de condiții extreme necesită adaptări pentru viața în adâncul mării, inovații evolutive la fel de importante precum cele care au permis colonizarea pământului și aerului, precum aripi și membre, de exemplu.

Fosilele recent descoperite reprezintă nu numai cei mai vechi pești de adâncime, ci și cele mai vechi vertebrate de adâncime. Evoluția vertebratelor – animale verticale – a fost punctată de schimbări de habitat de la origini marine de mică adâncime la medii terestre, aeriene și de adâncime. Invazia de adâncime este cea mai puțin înțeleasă transformare a habitatului datorită potențialului scăzut de fosilizare asociat cu adâncimea mării.

„Noile fosile aruncă lumină asupra unui capitol misterios din istoria vieții pe Pământ”, comentează Carlos Neto de Carvalho, cercetător la Institutul Dom Luiz, Facultatea de Științe a Universității din Lisabona (Ciências ULisboa) (Portugalia).

Harta de cotă a plăcii de rocă de mai sus, păstrând cele mai vechi dovezi ale vertebratelor de adâncime. Codarea culorilor este legată de altitudine, cu culori mai calde la altitudini mai mari. Credit: Girolamo Lo Russo

Fosilele din Apenin îi forțează pe oamenii de știință să reconsidere factorii care ar fi putut duce la colonizarea adâncurilor mării de către vertebrate. Autorii sugerează că catalizatorul a fost aportul fără precedent de materie organică care a avut loc între Paleoliticul târziu. Jurasic Perioada Cretacicului timpuriu. Disponibilitatea hranei în adâncurile mării încurajează viermii care locuiesc pe fund, care, la rândul lor, atrag peștii care folosesc comportamente specifice pentru a-i expune.

În acest studiu, cercetătorii au apelat la mările actuale pentru a înțelege comportamentul fosilelor și pentru a studia comportamentul peștilor moderni în mediul lor. Oamenii de știință au explorat adâncurile Oceanului Pacific pentru a studia himerele, cunoscute și sub numele de rechini fantomă, în habitatul lor.

Noile fosile se potrivesc cu structurile produse de peștii moderni care se hrănesc fie zgâriind fundul mării, fie expunând prada de fund prin aspirație. Aceasta amintește de Neoteleostei, grupul de vertebrate care include meduze și pești șopârlă moderni.

Himere înoată deasupra sedimentelor din șanțul Kermadec din Oceanul Pacific (adâncime: 1544 m). În noul studiu, oamenii de știință au studiat comportamentul peștilor moderni de adâncime pentru a înțelege mecanismul de formare a fosilelor arheologice din perioada Cretacic. Descoperirile dezvăluie cele mai vechi dovezi ale vertebratelor de adâncime. Credit: Thomas Linley, Alan Jamieson

„Spre deosebire de credința populară, sedimentele fundului mării sunt pline de rămășițe fosile ale vieții antice, dar de obicei din organisme mici care trăiesc mai sus în coloana de apă, cum ar fi fitoplanctonul sau zooplanctonul”, explică Mario Cachao, coautor al acestei cercetări. Studiu și cercetător la Institutul Dom Luís, Ciências ULisboa.

„Cu toate acestea, să descopere și să interpreteze dovezi directe ale activității organice a vertebratelor imprimate și conservate geologic în astfel de depozite, după ce acestea au fost deformate tectonic și expuse ca lanțul muntos nordic Apenin, și care au fost amplasate în cea mai mare parte în timpul geologic miocen și pliocen. – adică aproape de când „acum 20 de milioane de ani, aceasta este o descoperire extrem de rară”.

Fosilele recent descoperite ar putea reprezenta primul pas major în originile biodiversităţii moderne a vertebratelor de adâncime. Ecosistemele moderne de adâncime își au rădăcinile în fosilele din Apenini, suferind o schimbare majoră de habitat în istoria oceanelor. „Descoperirile noastre de fosile reevaluează situația Ritmul de colonizare a vertebratelor din adâncurile mării. Fosilele recent descoperite conțin dovezi cheie Despre începuturile în sine „Evoluția vertebratelor de adâncime are implicații profunde atât pentru Pământ, cât și pentru științele vieții”, rezumă Andrea Baucon.

Referință: „Cele mai vechi dovezi pentru vertebratele de adâncime” de Andrea Boccone, Annalisa Ferretti, Chiara Fiorone, Luca Pandolfi, Enrico Serbagli, Armando Piccinini, Carlos Neto de Carvalho, Mario Cachao, Thomas Linley, Fernando Muñiz, Zane Belastegui, Alan Jamieson . , Girolamo Lo Russo, Filippo Guerrini, Sara Ferrando și Emantes Pride, 5 septembrie 2023, Proceedings of the National Academy of Sciences.
doi: 10.1073/pnas.2306164120

Studiul a rezultat din colaborarea cercetătorilor afiliați cu instituții științifice din Italia (Universitații din Genova, Modena și Reggio Emilia, Padova, Pisa, Parma; Muzeul de Istorie Naturală din Piacenza; Muzeul Natural al Tirolului de Sud), Portugalia (UNESCO Global Geopark Naturtigo; Universitatea din Lisabona), Anglia (Universitatea din Newcastle), Spania (Universitațile din Sevilla și Barcelona), Australia (Universitatea din Australia de Vest), Scoția (Universitatea din Aberdeen).