4억 3,900만년 된 이빨 화석이 진화론에 대한 오랜 견해를 뒤집고 있다

설측면을 고려한 치과용 보철물의 체적 재건(전체 패턴 키아노두스 두피에스). 표본의 길이는 2mm가 조금 넘습니다. 크레딧: Chu et al.

희귀한 중국 이빨 화석은 척추동물의 진화에 대한 과학자들의 믿음을 바꾸었습니다.

국제 과학자 팀이 4억 3,900만 년 전의 이빨이 있는 물고기의 유적을 발견했는데, 이는 콘드리크티안(상어와 가오리)과 소골(가오리와 지느러미 지느러미 물고기)의 조상이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 일찍 발생했음을 나타냅니다.

그 결과는 최근 권위 있는 저널에 발표되었습니다. 성질.

중국 남부 구이저우성의 외딴 지역에서 고대 실루리아기(약 4억 4천 5백만 ~ 4억 2천만 년 전)의 원시 턱 척추동물의 새로운 종(Qianodus doubleis)에 속하는 것으로 확인된 단독 이빨을 포함하여 놀라운 화석이 발견되었습니다. 오늘날의 구이저우(Guizhou)라는 고대 이름을 따서 명명된 Qianodus는 동물의 일생 동안 삽입된 여러 세대의 이빨을 지닌 특이한 달팽이 모양의 치아 요소를 가지고 있습니다.


수영하는 Qianodus doubleis의 재구성. 크레딧: IVPP

현장에서 발견된 가장 희귀한 화석 중 하나는 Qianodus의 치아 스피로헤타(또는 제파이트)였습니다. 2.5mm를 거의 넘지 않는 작은 크기 때문에 가시광선과 X선을 사용하여 확대해서 연구해야 했습니다.

부스러기의 주목할만한 특징은 패드 바닥에서 융기 된 중간 영역에 한 쌍의 이빨이 있다는 것입니다. 이러한 소위 유치는 내부(설측) 벌레에 접근함에 따라 크기가 점진적으로 성장하는 것을 보여줍니다. 두 개의 기본 치아 열 사이의 뚜렷한 오프셋은 Qianodus 꽃을 다른 척추 동물의 꽃과 구별하는 것입니다. 이전에는 화석 종의 치아 패드에서 발견되지 않았지만 근위 치아 열의 유사한 배열은 많은 현대 상어의 치아에도 존재합니다.

치아 벌레를 따른 가상 단면

측면에서 볼 때 치아 회전의 길이를 따른 가상 단면(종합 유형 키아노두스 듀플리시스). 표본의 길이는 2mm 이상입니다. 크레딧: Chu et al.

발견은 소위 “어류 시대”(4억 2천만 년에서 4억 6천만 년 전)의 알려진 턱 척추동물 그룹이 실제로 약 2천만 년 전에 발생했음을 나타냅니다.

Qujing Normal University의 Li Qiang는 “Qianodus는 척추동물 진화의 이 중요한 초기 단계에서 치아와 확장 턱에 대한 최초의 구체적인 증거를 제공합니다.”라고 말했습니다.

끊임없이 빠지고 있는 현대 상어의 이빨과 달리 연구자들은 Qianodus 치아 패드가 입에 남아 있었다가 동물이 자라면서 크기가 증가했다고 믿고 있습니다. 이 설명은 발달 중 턱 크기의 지속적인 증가에 대한 반응으로 대체 치아의 점진적인 확대와 턱 기저부의 확장을 설명합니다.

연구원들에게 기포 성장을 재구성하는 열쇠는 형성 초기 단계에 있는 두 개의 샘플로, 훨씬 더 작은 크기와 더 적은 수의 치아로 쉽게 식별할 수 있었습니다. 가장 많은 성숙한 수포와의 비교는 고생물학자들에게 초기 척추동물 치아의 진화 역학에 대한 드문 통찰력을 제공했습니다. 이러한 관찰은 유치가 가장 먼저 형성되는 반면 측면(추가) 치아의 추가는 진화에서 나중에 발생했음을 나타냅니다.

키아노두스 듀플리시스

재건 Qianodus dupis, 원시 턱 척추동물. 크레딧: Zhang Heming

연구의 주저자인 Plamen Andreev는 “그 독특한 특성에도 불구하고 치과용 다이얼은 많은 멸종된 연골 및 파골세포 계통에서 보고되었습니다. “초기 연골 중 일부는 완전히 밀접하게 이격된 갈래로 치아를 만들기까지 했습니다.”

연구원들은 이것이 Qianodus의 경우도 마찬가지라고 주장합니다. 그들은 입자 가속기의 고에너지 X선을 사용하는 CT 스캐닝 과정인 새로운 종류의 싱크로트론 방사선에서 나오는 작은 기포(길이 1~2mm)를 조사한 후 이러한 결론에 도달했습니다.

척추고생물학 및 고인류학 연구소 추민 교수 중국과학원.

이러한 관찰은 Qianodus를 멸종된 소용돌이 기반의 이빨 콘드리치안 그룹의 가까운 친척으로 식별하는 계통수에 의해 뒷받침됩니다.

ZHU 교수는 “주요 턱 척추동물 그룹의 기원에 대한 수정된 일정은 초기 다양화가 초기 실루리아기에서 발생했다는 견해와 일치합니다”라고 말했습니다.

Qianodus의 발견은 이전에 생각했던 것보다 수천만 년 더 오래된 이빨이 있고 상어와 같은 척추동물에 대한 구체적인 증거를 제공합니다. 이 연구에서 제시된 유전자 분석은 Qianodus를 콘드리크티안 원시 동물로 정의합니다. 즉, 턱이 있는 물고기는 Lower Silurian에서 이미 상당히 다양했으며 턱이 없는 척추동물 조상 혈통에서 골격 광물화가 진화한 직후에 나타났습니다.

이 연구의 공동 저자인 Evan Sansom은 다음과 같이 말했습니다. 버밍엄 대학교.

참조: Plamen S. Andreev와 Evan J.의 “가장 오래된 gnathostome 치아” 성질.
DOI: 10.1038 / s41586-022-05166-2

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