И скелет, и черупка? Древен фосил най-сетне намира мястото си в дървото на живота

Преди повече от 500 милиона години, камбрийският период предизвиква експлозия от скелетна креативност. Салтерелата (Salterella), особен фосил, се противопоставя на общоприетите норми, като комбинира два различни метода за изграждане на минерали.

След десетилетия на объркване, учените го свързват със семейството на Мешестите (Cnidaria). Находката задълбочава информацията за това как животните за първи път са се научили да изграждат собствените си скелети.

Разгадана мистерия на 540 милиона години

Всъщност истинската "ера на скелетите" е започнала отдавна през ранния камбрийски период, преди приблизително 538 до 506 милиона години.

По време на тази трансформационна епоха много от основните животински групи на Земята независимо един от друг са открили как да създават минерализирани скелети или черупки. Те обикновено са правили това по един от два начина: или чрез изграждане на минерални тъкани върху органична рамка (подобно на начина, по който хората образуват кости и зъби), или чрез събиране на минерали от околната среда и свързването им във втвърдена външна обвивка.

Илюстрация на Salterella pulchella. Кредит: Wikimedia Commons 

Тези строителни стратегии се оказаха забележително успешни, запазвайки се в продължение на повече от половин милиард години без особена нужда от промяна.

Вкаменелост, която нарушава правилата

Сред многото камбрийски същества, едно се откроява с това, че е правело нещата по различен начин. Вкаменелости на салтерела (Salterella) - малък, конусовиден организъм, изобилстващ в ранните камбрийски скали - разкриват необичаен подход към изграждането на скелета. Този фосил е толкова различен, че палеонтолозите често го използват като индексна вкаменелост за определяне на възрастта на скалните слоеве.

За разлика от повечето си съвременници, салтерелата не е избрала само един метод за изработка на черупката си. Първо е изградила конична външна структура, а след това е запълнила вътрешната кухина с внимателно подбрани минерални зърна, създавайки втори слой вътре в черупката. Този вид двойна конструкция е почти невиждан сред древните животни.

"Това прави салтерелата трудна за поставяне върху дървото на живота", обяснява Прескът Вайда (Prescott Vadya), докторант по геонауки в държавния университет на Вирджиния, ръководител на скорошно проучване върху мистериозния фосил, публикувано в Journal of Paleontology.

Salterella от формацията Harkless близо до Gold Point, Невада. (1) Полева снимка, показваща шисти от формацията Harkless с редки варовикови пластове, съдържащи Salterella (бели стрелки) и археоциатни рифове в горната част на разреза. (2) ръчна проба, показваща изобилие от Salterella във фосилеферен слой. (3–10) Фотомикрографии на Salterella с тънък срез в надлъжни (3–6) и напречни (7–10) разрези, показващи биоминерализирана черупка (сини стрелки), слепен материал (червени стрелки) и централна тръба (жълти стрелки); бялата стрелка в (5) отбелязва срастването между биоминерализираната черупка и слепения материал. (6) Микритизирана черупка; обърнете внимание на липсата на разграничение между слоевете на черупката. (10) Напречен срез, показващ размера на зърната и сортирането на слепения слой. Кредит: Journal of Paleontology, 2025; 1 DOI: 10.1017/jpa.2025.10164

Дългото търсене на истинското място на салтерелата

През годините учените се затрудняват да определят къде се вписва салтерелата в еволюционната история. Първоначално е била групирана с калмари и октоподи, след това с морски охлюви, предци на медузи и дори червеи. В крайна сметка, през 70-те години на миналия век, изследователите се отказват от опитите да я впишат акуратно в съществуваща категория и създават нова за салтерелата и свързана с нея вкаменелост, наречена Волбортела (Volborthella).

И така, в продължение на десетилетия, остава изолирано и неразбрано това животно.

Това започна да се променя, когато Вайда и професор Шухай Сяо (Shuhai Xiao) от същия университет се заемат да търсят нови връзки.

"Намирането на правилното място за тези фосили е важно за нашето разбиране за това как животните са еволюирали със скелети и черупки", отбелязва Вайда.

Фосилни следи от различни континенти

Вайда прекарва четири години в събиране на проби от салтерела от отдалечени места като Долината на смъртта, Юкон в Канада и окръг Уайт, Вирджиния. В сътрудничество с изследователи от Политехническия институт на Вирджиния, Университета "Джонс Хопкинс", колежа Дартмут, университета на Мисури и Музея на природата и науката в Денвър, той анализира формите, минералния състав и кристалните структури на фосилите, за да разбере по-добре тяхната биология и произход.

Той открива, че салтерелата може да е била малка, но е била придирчива към материалите си. Избягвала е изцяло глинести минерали, толерирала е кварц, но изглежда е предпочитала богати на титан зърна – впечатляващо силен избор за древен организъм.

Например, никакви глини, кварцът е приемлив, но не идеален. Титанът е добър избор, разбира се. Кой не би харесал титаниев скелет?

Реконструкцията на древния строител

Разнообразието от използвани минерали предполага, че вътрешната структура на салтерелата е служила за цел, отвъд обикновената защита. Изследователите подозират, че добавените минерали може да са спомогнали за стабилизиране на черупката или да са подпомагали храненето. Фосилите също така подсказват, че животното може да е притежавало малки израстъци за събиране и подреждане на минерални зрънца.

Реконструкция на салтерелата като мешесто. Кредит: Wikimedia Commons 

"Започваме да получаваме представа за тяхната биология и къде се вписват в по-голямата мрежа на живота", разказва Вайда.

След като са изследвал формата, местообитанието и структурата на черупката им, екипът заключава, че салтерелата и волбортелата най-вероятно принадлежат към групата (тип) на мешестите (Cnidaria) – роднини на съвременните корали, медузи и морски анемони.

Преоткриване на изгубена връзка в еволюцията

Точното определяне на този дълго неразбран клон от еволюционната история предоставя нови прозрения за това как ранните животни са започнали да формират черупки и скелети. Тези открития добавят още едно парче към пъзела на най-ранните иновации в живота и помагат да се изясни как са еволюирали сложните телесни структури на Земята.

Справка:Prescott J. Vayda, Shuhai Xiao, Noah D. Keller, Amy P. I. Hagen, Justin V. Strauss, James W. Hagadorn, Mary C. Lonsdale, Tara Selly, James D. Schiffbauer. A Cnidarian affinity for Salterella and Volborthella: implications for the evolution of shells. Journal of Paleontology, 2025; DOI: 10.1017/jpa.2025.10164

Източник: A skeleton and a shell? Ancient fossil finally finds home on the tree of life, Virginia Tech.

Още по темата

31/03/2025

Животът

Анусът може да е еволюирал от отвор, първо използван за отделяне на сперма

02/08/2022

Животът

Този фосил на 560 милиона години е най-ранният известен хищник на Земята

08/03/2022

Животът

Еволюцията е консервативна: реконструкция на хромозомите на най-ранните животни на Земята

03/04/2019

Животът

Древно морско създание с 18 пипала може да е предшественик на съвременни мешести