Forskare vid Royal Ontario Museum och University of Toronto har beskrivit en exceptionellt välbevarad ny fossil art av borstmask som kallas Kootenayscolex barbarensis . Upptäckt från den 508 miljoner år gamla fossilplatsen Marble Canyon i Burgess Shale i Kootenay National Park, British Columbia, den nya arten hjälper till att skriva om vår förståelse av ursprunget till huvudet i annelider, en mycket mångfaldig grupp av djur som inkluderar dagens blodiglar och daggmaskar. Denna forskning publicerades idag i tidskriften Aktuell biologi i artikeln A New Burgess Shale Polychaete and the Origin of the Annelid Head Revisited.

"Annelider är en enormt mångfaldig grupp av djur i både deras anatomi och livsstil, sa Karma Nanglu, en doktorand vid University of Toronto, och en forskare vid Royal Ontario Museum, samt studiens huvudförfattare. "Medan denna mångfald gör dem ekologiskt viktiga och en evolutionärt intressant grupp att studera, det gör det också svårt att sammanfoga hur förfädernas annelid kan ha sett ut. "

Annelider finns i nästan alla marina miljöer från hydrotermiska ventiler till korallrev till det öppna havet, och inkluderar även mer evolutionärt härledda arter som lever på land idag. Även om det är ganska rikligt i moderna miljöer, deras tidiga evolutionära historia, särskilt ursprunget till deras huvuden, är förvirrad av ett relativt dåligt fossilregister, med få arter beskrivna från välbevarade kroppsfossiler nära gruppens evolutionära ursprung.

Medförfattare Dr Jean-Bernard Caron, Seniorkurator för ryggradslösa paleontologi vid Royal Ontario Museum, Docent vid institutionerna för ekologi &evolutionsbiologi och geovetenskaper vid U of T, och Nanglus doktorandhandledare, sade:"Även om isolerade bitar av ringformade käkar och några ringrör är välkända i fossilregistret, bevarande av deras mjuka vävnader är ytterst sällsynt. Du måste leta efter riktigt exceptionella fossila fyndigheter som de som finns i den 508 miljoner år gamla Burgess Shale-lokaliteten i British Columbia för att hitta välbevarade kroppsfossiler. Även då, de är ganska ovanliga och många av de för närvarande beskrivna arterna där är fortfarande dåligt förstådda."

En nyckelfunktion hos den nya Burgess Shale-masken Kootenayscolex barbarensis är förekomsten av hårstora borst som kallas chaetae på huvudet som fick Nanglu och Caron att föreslå en ny hypotes angående den tidiga utvecklingen av huvudet i annelids. "Som andra borstmaskar, Kootenayscolex har parade buntar av hårstora borst spridda längs kroppen; detta är faktiskt en av de diagnostiska egenskaperna hos denna grupp av djur, " tillade Nanglu. "Men, till skillnad från alla levande former, dessa borst täckte också delvis huvudet, mer specifikt kring munnen. Den här nya fossila arten tycks antyda att annelidhuvudet utvecklats från bakre kroppssegment som hade parbuntar med borst, en hypotes som stöds av utvecklingsbiologin hos många moderna annelidarter."

Den kambriska perioden (541-485 miljoner år sedan) representerar första gången som de flesta djurgrupper förekommer i fossilregistret, dock, många arter hade ofta morfologier som var mycket olik deras moderna släktingar. "Kopplar nya fossila upptäckter, Till exempel Kootenayscolex , med en djupare förståelse för utvecklingsprocesser presenterar ett kraftfullt verktyg för att undersöka dessa unika morfologier och, i sista hand, ursprunget till den moderna djurens mångfald, " tillade Dr Caron.

Beskrivningen av Kootenayscolex är en av många nya upptäckter från Burgess Shale-platsen som kallas Marble Canyon (Kootenay National Park) som förändrar vårt sätt att tänka på utvecklingen av ett brett spektrum av djurgrupper. Dr Caron ledde ROM -forskargruppen som avslöjade denna nya ort 2012, 40 km sydost om den ursprungliga Burgess Shale -platsen (Yoho National Park) i Canadian Rockies. Denna nya borstmask är inte bara den vanligaste arten av annelid genom hela fossilregistret med mer än 500 exemplar återvunna, men också den bäst bevarade hittills. "Vissa prover bevarade rester av inre vävnader, inklusive möjliga nervvävnader, vilket är första gången vi ser bevis på sådana känsliga drag i ett fossilt annelid. Denna exceptionella konservering öppnar ett nytt kapitel i studiet av dessa forntida maskar", tillade Caron.

"508 miljoner år sedan, Marble Canyon skulle ha vimlat av annelider, " sa Nanglu. "De fina anatomiska detaljerna bevarade i Kootenayscolex låt oss inte bara dra slutsatser om dess evolutionära position, men också dess livsstil. Sediment bevarade inuti deras tarmar tyder på att, ungefär som deras släktingar gör i moderna ekosystem, dessa maskar tjänade en viktig roll i näringskedjan genom att återvinna organiskt material från sedimentet tillbaka till andra djur som rov på dem."

Den nya annelidens artnamn, barbarensis , valdes att hedra Barbara Polk Milstein, som är volontär vid Royal Ontario Museum och långvarig anhängare av Burgess Shale-forskning. Kootenayscolex barbarensis väcks till liv av ROM-bildkonstnären och vetenskapliga illustratören Danielle Dufault.