Forskare som studerar fossiler som samlades in för 35 år sedan har identifierat dem som den äldsta kända skorpionarten, ett förhistoriskt djur från cirka 437 miljoner år sedan. Forskarna fann att djuret sannolikt hade förmågan att andas i både gamla hav och på land.

Upptäckten ger ny information om hur djur övergick från att leva i havet till att leva helt på land:Skorpionens andnings- och cirkulationssystem är nästan identiska med de hos våra moderna skorpioner – som tillbringar sina liv uteslutande på land – och fungerar på liknande sätt som de av en hästskokrabba, som mest lever i vattnet, men som är kapabel till razzior på land under korta tidsperioder.

Forskarna döpte den nya skorpionen till Parioscorpio venator. Släktnamnet betyder "faderskorpion, " och artnamnet betyder "jägare." De beskrev sina fynd i en studie som publicerades idag i tidskriften Vetenskapliga rapporter .

"Vi tittar på den äldsta kända skorpionen - den äldsta kända medlemmen av spindeldjurslinjen, som har varit en av de mest framgångsrika landgående varelserna i hela jordens historia, sa Loren Babcock, en författare till studien och professor i geovetenskaper vid Ohio State University.

"Och utöver det, vad som är av ännu större betydelse är att vi har identifierat en mekanism genom vilken djur gjorde den där kritiska övergången från en marin livsmiljö till en markbunden livsmiljö. Det ger en modell för andra typer av djur som har gjort den övergången, inklusive, potentiellt, ryggradsdjur. Det är en banbrytande upptäckt."

Fossilerna "jägareskorpion" grävdes fram 1985 från en plats i Wisconsin som en gång var en liten pool vid basen av en klippyta på en ö. De hade förblivit ostuderade på ett museum vid University of Wisconsin i mer än 30 år när en av Babcocks doktorander, Andrew Wendruff – nu adjungerad professor vid Otterbein University i Westerville – bestämde sig för att undersöka fossilerna i detalj.

Wendruff och Babcock visste nästan omedelbart att fossilerna var skorpioner. Men, initialt, de var inte säkra på hur nära dessa fossiler var rötterna till spindeldjurens evolutionära historia. Den tidigaste kända skorpionen till den punkten hade hittats i Skottland och daterades till cirka 434 miljoner år sedan. skorpioner, paleontologer visste, var ett av de första djuren som levde på land på heltid.

Wisconsin fossilerna, forskarna fastställde till slut, är mellan 1 miljon och 3 miljoner år äldre än fossilet från Skottland. De räknade ut hur gammal den här skorpionen var från andra fossiler i samma formation. Dessa fossiler kom från varelser som forskare tror levde för mellan 436,5 och 437,5 miljoner år sedan, under den tidiga delen av den siluriska perioden, den tredje perioden i paleozoikumtiden.

"Folk tror ofta att vi använder koldatering för att bestämma åldern på fossiler, men det fungerar inte för något så gammalt, " Sa Wendruff. "Men vi dejtar saker med askbäddar - och när vi inte har vulkaniska askbäddar, vi använder dessa mikrofossiler och korrelerar åren då dessa varelser fanns på jorden. Det är lite jämförande dejting."

Wisconsin-fossilerna – från en formation som innehåller fossiler kända som Waukesha Biota¬ – visar egenskaper som är typiska för en skorpion, men detaljerad analys visade några egenskaper som inte tidigare var kända hos någon skorpion, såsom ytterligare kroppssegment och en kort "svans"-region, som alla kastar ljus över denna grupps härkomst.

Wendruff undersökte fossilerna under ett mikroskop, och tog detaljerade, högupplösta fotografier av fossilerna från olika vinklar. Bitar av djurets inre organ, bevarad i berget, började dyka upp. Han identifierade bihangen, en kammare där djuret skulle ha lagrat sitt gift, och – viktigast av allt – resterna av dess andnings- och cirkulationssystem.

Denna skorpion är cirka 2,5 centimeter lång – ungefär lika stor som många skorpioner i världen idag. Och, Babcock sa, den visar en avgörande evolutionär koppling mellan hur forntida förfäder till skorpioner andades under vatten, och hur dagens skorpioner andas på land. Internt, andnings- och cirkulationssystemet har en struktur precis som den som finns i dagens skorpioner.

"Det inre funktionen av andnings- och cirkulationssystemet hos detta djur är, formmässigt, identiska med spindeldjuren och skorpionerna som uteslutande andas luft, ", sa Babcock. "Men det är också otroligt likt det vi känner igen hos marina leddjur som hästskokrabbor. Så, det ser ut som den här skorpionen, denna härstamning, måste ha varit föranpassad till livet på land, vilket betyder att de hade den morfologiska förmågan att göra den övergången, redan innan de först klev in på land."

Paleontologer har i åratal diskuterat hur djur flyttade från hav till land. Vissa fossil visar gångspår i sanden som kan vara så gamla som 560 miljoner år, men dessa spår kan ha gjorts i förhistoriska bränningar – vilket betyder att det är svårt att veta om djuren levde på land eller drog ut från sina hem i det antika havet.

Men med dessa förhistoriska skorpioner, Wendruff sa, det rådde föga tvivel om att de kunde överleva på land på grund av likheterna med dagens skorpioner i andnings- och cirkulationssystemen.