En fossil heterostrakan, Errivaspis waynensis , från det tidiga devon (för ungefär 419 miljoner år sedan) i Herefordshire, STORBRITANNIEN. Kredit:Keating et al. 2018
Forskare vid University of Manchester och University of Bristol har använt kraftfulla röntgenstrålar för att titta in i skeletten hos några av våra äldsta ryggradsdjurssläktingar, lösa ett 160 år gammalt mysterium om våra skeletts ursprung.
Levande ryggradsdjur har skelett byggda av fyra olika vävnadstyper:ben och brosk (de huvudsakliga vävnader som mänskliga skelett är gjorda av), och dentin och emalj (de vävnader som våra tänder är konstruerade av). Dessa vävnader är unika eftersom de blir mineraliserade när de utvecklas, ger skelettet styrka och styvhet.
Bevis för den tidiga utvecklingen av våra skelett kan hittas i en grupp fossila fiskar som kallas heterostrakaner, som levde för över 400 miljoner år sedan. Dessa fiskar inkluderar några av de äldsta ryggradsdjuren med ett mineraliserat skelett som någonsin har upptäckts. Exakt vilken vävnad heterostrakanskelett gjordes av har länge förbryllat forskare.
Nu är ett team av forskare från University of Manchester, University of Bristol och Paul Scherrer Institute i Schweiz har tagit en detaljerad titt inuti heterostrakanskelett med Synchrotron Tomography:en speciell typ av CT-skanning med mycket högenergiröntgenstrålar producerade av en partikelaccelerator. Genom att använda denna teknik, teamet har identifierat denna mystiska vävnad.
Ett internationellt team av forskare från University of Manchester, Univeristy of Bristol och Paul Scherrer Institute i Schweiz har studerat skeletten av heterostracans med hjälp av högenergiröntgenstrålar. Denna teknik gjorde det möjligt för forskarna att skapa detaljerade modeller av skelettvävnaden. Kredit:Keating et al. 2018
Ledande forskare Dr. Joseph Keating, från Manchester's School of Earth of Environmental Scientists, förklarade:"Heterostracanskelett är gjorda av en riktigt märklig vävnad som kallas 'aspidin'. Den korsas av små rör och liknar inte någon av de vävnader som finns hos ryggradsdjur idag. Under 160 år, forskare har undrat om aspidin är ett övergångsstadium i utvecklingen av mineraliserade vävnader."
Resultaten av denna studie, publiceras i Naturekologi och evolution , visa att de små rören är tomrum som ursprungligen inhyste fiberbuntar av kollagen, en typ av protein som finns i din hud och dina ben.
Dessa fynd gjorde det möjligt för Dr Keating att utesluta alla utom en hypotes för vävnadens identitet:aspidin är det tidigaste beviset på ben i fossilregistret.
Genom att undersöka den mikroskopiska strukturen hos dessa skelett, de kunde identifiera den mystiska vävnaden 'aspidin' och ge ny insikt i utvecklingen av vårt skelett. Kredit:Keating et al. 2018
Medförfattare, Professor Phil Donoghue från University of Bristol avslutar:"Dessa fynd förändrar vår syn på skelettets utveckling. Aspidin ansågs en gång vara föregångaren till mineraliserade vävnader från ryggradsdjur. Vi visar att det är, faktiskt, en typ av ben, och att alla dessa vävnader måste ha utvecklats miljoner år tidigare."
