4 億 3900 万年前の化石の歯が進化に関する長年の見解を覆している

まれな中国の化石の歯は、脊椎動物の進化に関する科学者の信念を変えました。

科学者の国際チームは、4 億 3900 万年前にさかのぼる歯のある魚の化石を発見しました。

その結果は最近、権威ある雑誌に掲載されました 気性の性質.

中国南部の貴州省の遠隔地で、古代シルル紀 (約 4 億 4500 万から 4 億 2000 万年前) の原始有顎脊椎動物の新種 (Qianodus doubleis) に属すると特定された孤立した歯を含む、注目に値する化石が発見されました。 現在の貴州省の古代の名前にちなんで名付けられたQianodusは、動物の生涯を通じて挿入された数世代の歯を持つ珍しいカタツムリのような歯の要素を持っていました.

泳いでいる Qianodus doubleis の復元。 クレジット: IVPP

この場所で見つかった最も希少な化石の 1 つは、Qianodus の歯のスピロヘータ (ゼファイト) でした。 2.5 mm を超えることはめったにない小さなサイズのため、可視光と X 線を使用して拡大して調査する必要がありました。

クラムの注目すべき特徴は、パッドの基部から隆起した中央領域に配置された一対の歯の列を持っていたことです. これらのいわゆる乳歯は、内側 (舌側) の虫歯に近づくにつれて、サイズが徐々に大きくなります。 2列の乳歯の間の独特のオフセットは、Qianodusの花を他の脊椎動物のものと区別するものです. 化石種の歯のパッドでは以前は検出されていませんでしたが、近位の歯の列の同様の配置は、多くの現代のサメの歯にも存在します。

側面図のスイベル歯の長さに沿った仮想断面図 (包括的なタイプの キアノドゥス・デュプリシス）。 標本の長さは 2 mm を超えています。 クレジット: Chu ら

この発見は、いわゆる「魚類時代」（4億2000万から4億6000万年前）の有顎脊椎動物の既知のグループが、実際には約2000万年前に出現したことを示しています。

曲靖師範大学の Li Qiang 氏は、「Qianodus は、脊椎動物の進化のこの重要な初期段階から、歯と伸展顎の最初の具体的な証拠を提供してくれます。

現代のサメの歯が常に抜け落ちているのとは対照的に、Qianodus の歯パッドは口の中に残り、動物が成長するにつれてサイズが大きくなったと研究者は考えています。 この説明は、発達中の顎のサイズの継続的な増加に対応して、置換歯が徐々に大きくなり、顎の付け根が広がることを説明しています.

研究者にとって、気泡の成長を再構築する鍵は、形成の初期段階にある 2 つのサンプルであり、サイズが大幅に小さく、歯が少ないことから容易に識別できました。 最も多くの成熟したブレブとの比較は、古生物学者に初期の脊椎動物の歯の進化力学に関するまれな洞察を提供してきました。 これらの観察結果は、乳歯が最初に形成されたのに対し、側歯 (追加の) 歯の追加は進化の後期に発生したことを示しています。

再構築 Qianodus dupis、 原始的な有顎脊椎動物。 クレジット: Zhang Heming

「独特の特徴にもかかわらず、歯盤は、軟骨および破骨細胞の多くの絶滅した系統で報告されています」と、研究の筆頭著者である Plamen Andreev は述べています。 「初期の軟骨の中には、密集した突起から完全に歯を作ったものさえありました。」

研究者は、これは Qianodus にも当てはまったと主張しています。 彼らは、粒子加速器からの高エネルギー X 線を使用する CT スキャン プロセスであるシンクロトロン放射の新種からの小さな気泡 (長さ 1 ～ 2 mm) を調べた後、この結論に達しました。

古脊椎動物古生物学研究所のChu Min教授 中国科学院.

これらの観察結果は、Qianodus を絶滅した渦巻きに基づく有歯軟骨魚群の近縁種として特定する系統樹によって裏付けられています。

「有顎脊椎動物の主要なグループの起源に関する私たちの修正されたタイムラインは、それらの最初の多様化がシルル紀初期に起こったという見解と一致しています」とZHU教授は言いました。

Qianodus の発見は、これまで考えられていたよりも何千万年も古い歯のあるサメのような脊椎動物の具体的な証拠を提供します。 この研究で提示された遺伝子解析は、Qianodus が軟骨魚類の原始動物であると定義しています。これは、顎のある魚が下部シルル紀ですでにかなり多様であり、顎のない脊椎動物の祖先系統における骨格の石灰化の進化の直後に出現したことを意味します。

この研究の共著者であるエヴァン・サンソムは次のように述べています。 バーミンガム大学.

参考文献: Plamen S. Andreev と Evan J. 気性の性質.
DOI: 10.1038 / s41586-022-05166-2