Karma Nanglu kaže da je njegova omiljena životinja ona na kojoj radi. Ali njegov najnoviji subjekt može neko vreme imati status prvog mesta: 500 miliona godina star fosil iz čudesno čudne grupe morskih beskičmenjaka, plaštača.
„Ova životinja je uzbudljivo otkriće kao i neke stvari koje sam pronašao dok sam visio sa litice planine ili skakao iz helikoptera. Jednako je kul“, rekao je Nanglu, postdoktorski istraživač na Odeljenju za organizmsku i evolucionu biologiju na Univerzitetu Harvard.
U novoj studiji u Nature Communications, Nanglu i koautori opisuju novi fosil, nazvan Megasiphon thilakos, otkrivajući da su plašnici predaka živeli kao stacionarne odrasle osobe koje se hrane filterima i verovatno su pretrpele metamorfozu od larve nalik punoglavcu.
Tunikati su zaista čudna stvorenja koja dolaze u svim oblicima i veličinama sa širokim spektrom životnih stilova. Osnovni oblik odrasle plaštače je tipično bačvast sa dva sifona koji izlaze iz njegovog tela. Jedan od sifona usisava vodu sa česticama hrane kroz usisavanje, omogućavajući životinji da se hrani pomoću unutrašnjeg filterskog uređaja u obliku korpe. Nakon što se životinja nahrani, drugi sifon izbacuje vodu.
Postoje dve glavne loze plašta, ascidijace (često se nazivaju „morski šprici“) i apendikularije. Većina ascidijacea počinje svoj život izgledajući kao punoglavac i pokretljiv, a zatim se pretvara u odraslu osobu u obliku bureta sa dva sifona. Žive svoj odrasli život pričvršćeni za morsko dno. Nasuprot tome, apendikularisti zadržavaju izgled punoglavca dok odrastu u odrasle i slobodno plivaju u gornjim vodama.
„Ova ideja da počinju kao larve punoglavca koja, kada su spremne da se razviju, u osnovi udara glavom o kamen, drži se za njega i počinje da se metamorfozuje tako što ponovo upija svoj rep kako bi se transformisala u ovo biće sa dva sifona je samo zadivljujuća, “, kaže Nanglu.
Zanimljivo je da su plaštarice najbliži srodnici kičmenjaka, što uključuje ribe, sisare, pa čak i ljude. Kako bi ovo čudno stvorenje moglo biti povezano sa kičmenjacima, teško je zamisliti da nije bilo početka tog punoglavca. Tunicateov blizak odnos sa kičmenjacima čini njihovo proučavanje kritičnim za razumevanje našeg sopstvenog evolucionog porekla. Nažalost, to nije lako učiniti jer su plaštarice skoro potpuno odsutne iz čitavog fosilnog zapisa, sa samo nekoliko fosila koji se ubedljivo pojavljuju kao članovi grupe.
Sa tako malo fosila, naučnici su se uglavnom oslanjali na ono što se moglo naučiti od savremenih plaštastih vrsta. Pošto niko nije znao morfologiju i ekologiju poslednjeg zajedničkog pretka plaštača, naučnici su mogli samo da pretpostave da je to bila ili bentoška životinja sa dva sifona, poput ascidijaceja, ili životinja koja slobodno pliva kao apendikular.
M. thilakos je imao sva osnovna obeležja plašta ascidijacea, buresto telo i dve istaknute sifonaste izrasline. Ali karakteristika koja se istakla timu su bile tamne trake koje se kreću gore-dole po telu fosila.
Moćne slike M. thilakos omogućile su istraživačima da sprovedu paralelno poređenje sa modernim ascidijacejem. Istraživači su koristili secirane delove moderne plašta Cione da identifikuju prirodu tamnih traka Megasifona. Poređenja su otkrila izuzetne sličnosti između Cioninih mišića, koji omogućavaju ovojnici da otvara i zatvara svoje sifone, i tamnih traka uočenih u fosilu starom 500 miliona godina.
„Morfologija Megasifona sugeriše nam da je životni stil predaka plaštastolista uključivao nepokretnu odraslu osobu koja se filterom hranila svojim velikim sifonima“, rekao je Nanglu. „Tako je retko pronaći ne samo fosil plašta, već i onaj koji pruža jedinstven i neuporediv pogled na rano evoluciono poreklo ove zagonetne grupe.“
M. thilakos je jedini definitivni fosil plašta sa očuvanim mekim tkivom koji je do sada otkriven. To je najstariji te vrste koji potiče iz srednje kambrijske formacije Marjum u Juti. Fosil su prepoznali kao plašt od strane istraživača saradnika koautora, Rudi Lerosei-Aubril, i profesora Havier Ortega-Hernandez (obojica na Odeljenju za organizmsku i evolucionu biologiju) tokom posete Muzeju prirodne istorije Jute (UMNH) 2019.
„Fosil je odmah privukao našu pažnju“, rekao je Ortega-Hernandez, „iako uglavnom radimo na kambrijskim člankonošcima, kao što su trilobiti i njihovi srodnici mekog tela, bliska morfološka sličnost Megasifona sa modernim plaštama je jednostavno bila previše upadljiva da bismo je zanemarili, i mi odmah znao da će fosil imati zanimljivu priču za ispričati.“
Fosili iz formacije Marjum datiraju ubrzo nakon Kambrijske eksplozije, jednog od najznačajnijih evolucionih događaja u istoriji Zemlje koji se dogodio pre otprilike 538 miliona godina. Tokom ovog vremena najveće grupe životinja pojavile su se u fosilnim zapisima po prvi put radikalno menjajući morske ekosisteme. Tunikati su, međutim, primetno odsutni u kambrijskim stenama, iako su raznovrsni i obilni u savremenim okeanima.
U Sjedinjenim Državama ima mnogo kambrijskih fosila sa izuzetnim očuvanjem, ali se oni često zanemaruju u poređenju sa onima iz Burgess Shalea u Kanadi i Chengjianga u Kini. „Otkriće Megasifona savršeno ilustruje zašto Havijer i ja sprovodimo terenski rad u Juti poslednjih deset godina“, rekla je Lerozi-Obril. „Slojevi Marjuma trenutno privlače svu našu pažnju jer znamo da čuvaju fosile životinjskih grupa, kao što su plašta ili češljasti žele, koji su skoro u potpunosti odsutni iz kambrijskog fosilnog zapisa.
Procene molekularnog sata sugerišu da su ascidijaceji nastali pre 450 miliona godina. Međutim, star 500 miliona godina, M. thilakos pruža najjasniji pogled na anatomiju drevnih plašta i njihovu najraniju evolucionu istoriju. Značajno je da M. thilakos pruža dokaze da je većina modernog plana tela plaštastih omotača već uspostavljena ubrzo nakon Kambrijske eksplozije.
„S obzirom na izuzetan kvalitet očuvanja i starost fosila, zapravo možemo reći dosta o evolucionoj istoriji plaštača“, rekao je Nanglu. „Ovo je neverovatno otkriće, jer pre toga praktično nismo imali ubedljive dokaze o načinima života predaka ove grupe.
Nakon što su ovog proleća ponovo prikupili stotine novih fosila, istraživači su uvereni da je formacija Marjum tek počela da otkriva svoje tajne.
