Fósseis de 500 milhões de anos resolvem um mistério centenário na evolução da vida na Terra

Reconstrução artística de Gangtoucunia aspera como teria aparecido em vida no fundo do mar Cambriano, cerca de 514 milhões de anos atrás. Parte do esqueleto do indivíduo em primeiro plano é removido para mostrar o tumor mole dentro do esqueleto. Crédito: Reconstrução por Xiaodong Wang

Os cientistas finalmente conseguiram resolver um mistério secular na evolução da vida na Terra, revelando como eram os primeiros animais que fizeram esqueletos. Esta descoberta foi possível graças à coleção excepcionalmente bem preservada de fósseis que foram descobertos na província oriental de Yunnan, na China. Os resultados da pesquisa foram publicados em 2 de novembro na revista científica Anais da Royal Society B.

Durante um evento chamado de Explosão Cambriana, cerca de 550 a 520 milhões de anos atrás, os primeiros animais a construir esqueletos fortes e resistentes apareceram de repente no registro fóssil em um piscar de olhos geológico. Muitos desses fósseis primitivos são tubos ocos simples que variam em comprimento de alguns milímetros a vários centímetros. No entanto, o tipo de animal que fez esses esqueletos era quase completamente desconhecido, pois falta a preservação das partes moles necessárias para identificá-los como pertencentes a grandes grupos de animais ainda vivos hoje.

Espécime fóssil (esquerda) e diagrama esquemático (direita) de tecidos moles preservados de Gangtoconia aspera, incluindo intestino e tentáculos. Crédito: Luke Parry e Guangxu Zhang

Quatro amostras de Gangtokonya aspera Com os tecidos moles ainda intactos, incluindo os intestinos e as partes da boca, foi incluído no novo grupo de 514 milhões de anos de fósseis. Estes revelam que esta espécie tinha uma boca cercada por um anel de garras lisas e não ramificadas com cerca de 5 mm (0,2 pol) de comprimento. É provável que estes fossem usados ​​para picar e capturar presas, como pequenos artrópodes. As escavações também mostram que Gangtokunya Ele tinha um intestino cego (aberto apenas em uma extremidade), dividido em cavidades internas, preenchendo toda a extensão do tubo.

Essas características só são encontradas hoje em águas-vivas modernas, anêmonas e seus parentes (conhecidos como cnidários), organismos cujas partes moles são extremamente raras no registro fóssil. O estudo mostrou que esses animais simples estavam entre os primeiros a construir esqueletos sólidos que compõem grande parte do registro fóssil conhecido.

Segundo os pesquisadores, Gangtokunya Seria semelhante a uma medusa cifozoária moderna, com uma estrutura tubular rígida fixada a um substrato básico. A boca do tentáculo se estendia para fora do tubo, mas poderia ter retraído dentro do tubo para evitar predadores. Ao contrário dos pólipos das águas-vivas vivas, o tubo Gangtokunya Feito de fosfato de cálcio, um mineral duro que compõe nossos dentes e ossos. O uso desses materiais para construir esqueletos tornou-se mais raro entre os animais ao longo do tempo.

Uma visão de perto da boca da Tuconia aspera da Gangue mostrando os tentáculos que poderiam ter sido usados ​​para capturar presas. Crédito: Luke Parry e Guangxu Zhang

Autor correspondente Dr. Luke Barry, Departamento de Ciências da Terra,[{” attribute=””>University of Oxford, said: “This really is a one-in-million discovery. These mysterious tubes are often found in groups of hundreds of individuals, but until now they have been regarded as ‘problematic’ fossils, because we had no way of classifying them. Thanks to these extraordinary new specimens, a key piece of the evolutionary puzzle has been put firmly in place.”

The new specimens clearly demonstrate that Gangtoucunia was not related to annelid worms (earthworms, polychaetes and their relatives) as had been previously suggested for similar fossils. It is now clear that Gangtoucunia’s body had a smooth exterior and a gut partitioned longitudinally, whereas annelids have segmented bodies with transverse partitioning of the body.

The fossil was found at a site in the Gaoloufang section in Kunming, eastern Yunnan Province, China. Here, anaerobic (oxygen-poor) conditions limit the presence of bacteria that normally degrade soft tissues in fossils.

Fossil specimen of Gangtoucunia aspera preserving soft tissues, including the gut and tentacles (left and middle). The drawing at the right illustrates the visible anatomical features in the fossil specimens. Credit: Luke Parry and Guangxu Zhang

PhD student Guangxu Zhang, who collected and discovered the specimens, said: “The first time I discovered the pink soft tissue on top of a Gangtoucunia tube, I was surprised and confused about what they were. In the following month, I found three more specimens with soft tissue preservation, which was very exciting and made me rethink the affinity of Gangtoucunia. The soft tissue of Gangtoucunia, particularly the tentacles, reveals that it is certainly not a priapulid-like worm as previous studies suggested, but more like a coral, and then I realised that it is a cnidarian.”

Although the fossil clearly shows that Gangtoucunia was a primitive jellyfish, this doesn’t rule out the possibility that other early tube-fossil species looked very different. From Cambrian rocks in Yunnan province, the research team has previously found well-preserved tube fossils that could be identified as priapulids (marine worms), lobopodians (worms with paired legs, closely related to arthropods today), and annelids.

Co-corresponding author Xiaoya Ma (Yunnan University and University of Exeter) said: “A tubicolous mode of life seems to have become increasingly common in the Cambrian, which might be an adaptive response to increasing predation pressure in the early Cambrian. This study demonstrates that exceptional soft-tissue preservation is crucial for us to understand these ancient animals.”

Reference: “Exceptional soft tissue preservation reveals a cnidarian affinity for a Cambrian phosphatic tubicolous enigma” by Guangxu Zhang, Luke A. Parry, Jakob Vinther and Xiaoya Ma, 2 November 2022, Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences.
DOI: 10.1098/rspb.2022.1623