Ny forskning utförd av forskare vid Smithsonian National Museum of Natural History, Royal Ontario Museum (ROM) och University of Montreal, har avslöjat fossiler av en ny art av marina djur, Gyaltsenglossus senis , (uttalas Gen-zay-gloss-us senis) som ger nya bevis i den historiska debatten bland zoologer:hur anatomierna för de två huvudtyperna av en djurgrupp som kallas hemichordates är relaterade. Fossilerna är över en halv miljard år gamla och upptäcktes på en Burgess Shale-plats i de kanadensiska Klippiga bergen. Denna upptäckt publicerades den 27 augusti, 2020, i vetenskapstidskriften Aktuell biologi .

Med den tidiga utvecklingen av hemichordates är omtvistad bland forskare upptäckten av Gyaltsenglossus senis är betydande. Det ger direkta fossila bevis som förbinder de två huvudgrupperna av hemichordater:enteropneusta och pterobranchia.

Även om enteropneuster och pterobranchs verkar vara ganska olika typer av djur är de nära besläktade. Detta nära förhållande stöds av DNA-analys av dagens arter. Mer allmänt, rollen som Gyaltsenglossus att förstå hemichordatutvecklingen hjälper oss att förstå ursprunget till en större grupp djur som kallas deuterostomes (som inkluderar människor) genom att klargöra vilka egenskaper de kan ha delat med hemichordater tidigt i sin historia.

Enteropneusta är en grupp djur som vanligtvis kallas ekollonmaskar, som är långa, mestadels lergrävande djur, som kan hittas idag i hav runt om i världen från tropikerna till Antarktis. Den andra huvudgruppen av djur inom hemichordates är pterobranchs, som är mikroskopiska djur som lever i kolonier, var och en skyddad av rör de konstruerar och som livnär sig på plankton med hjälp av en krona av tentakler.

"Ekollonmaskar och pterobranchs ser så olika ut från varandra att förståelsen av ursprunget till deras evolutionära förhållande har varit en stor historisk fråga inom zoologi, " sa Dr. Karma Nanglu, Peter Buck Deep Time postdoktor vid Smithsonian National Museum of Natural History och huvudförfattare på detta papper. "Att svara på den här frågan har gjorts mycket svårare av den extrema bristen på fossiler av dessa mjukkroppshemichordater. Genom hemichordaters halvmiljardåriga historia kan man räkna på en hand antalet exceptionella bevarade fossila arter."

Trots att den bara är två centimeter lång, de anmärkningsvärt bevarade mjuka vävnaderna i Gyaltsenglossus fossiler avslöjar otroligt detaljerade anatomiska strukturer. Dessa detaljer inkluderar den ovala snabeln hos ekollonmaskar och en korg med matande tentakler som liknar dem hos tjära grenar. Åldern för dessa fossiler, kombinerat med den unika morfologiska kombinationen av de två stora hemichordatgrupperna, gör denna upptäckt till ett avgörande fynd för att förstå tidig hemichordatevolution.

"Ett uråldrigt djur med en mellanliggande anatomi mellan ekollonmaskar och pterobranchs hade föreslagits tidigare, men detta nya djur är den tydligaste bilden av hur den förfäders hemichordate kan ha sett ut, " säger Dr Christopher Cameron, Docent vid University of Montreal och medförfattare till denna studie. "Det är spännande att ha så många nya anatomiska detaljer för att hjälpa till att driva nya hypoteser om hemichordatutveckling."

I fallet med Gyaltsenglossus , det exceptionella bevarandet av dessa fina detaljer kan tillskrivas de unika miljöförhållandena i Burgess Shale, som snabbt begravde forntida djur i lerskred under vattnet. Genom en kombination av faktorer, inklusive att bromsa takten för bakterier som sönderfaller de begravda djurens kroppar, fossilerna av Burgess Shale är bevarade med mycket större trohet än typiska fossila platser.

"Burgesskiffern har varit avgörande för att förstå tidig djurevolution sedan upptäckten för över 100 år sedan, säger medförfattaren Dr Jean-Bernard Caron, Richard M. Ivey Kurator för ryggradslösa paleontologi vid ROM och docent vid University of Toronto. Dr Caron ledde fältexpeditionen 2010 som samlade in de 33 fossilerna av Gyaltsenglossus .

"På de flesta orter, du skulle ha turen att ha de svåraste delarna av djur, som ben och tänder, bevarad, men vid Burgess Shale kan även de mjukaste kroppsdelarna fossiliseras i utsökt detalj, " säger Dr Caron. "Denna nya art understryker vikten av att göra nya fossila upptäckter för att belysa de mest envisa evolutionära mysterierna."

I detta speciella fall, Gyaltsenglossus antyder att den förfäders hemichordate kan ha kunnat använda matningsstrategierna för båda de moderna grupperna. Som ekollon maskar, den långa snabeln kan ha använts för att livnära sig på näringsfylld marin lera, samtidigt som och som pterobranchs, uppsättningen av sex matararmar användes troligen för att få tag i suspenderade matpartiklar direkt från vattnet ovanför där det kröp.

Hemichordates tillhör en viktig del av djurlivet som kallas Deuterostomia, som inkluderar chordater som fiskar och däggdjur, och inte uppdelningen av djurlivet som kallas Protostomia, som inkluderar leddjur som insekter och annelider som daggmaskar. Dr Nanglu förklarar, när man tittar på Gyaltsenglossus , vi tittar faktiskt på en mycket, mycket avlägsen släkting till vår egen gren av ryggradsdjur och mänsklig evolution.

"Det nära förhållandet mellan hemichordates och vår egen evolutionära grupp, ackordaterna, är en av de första sakerna som gjorde mig upphetsad att undersöka dem, "Nanglu förklarar. "Att förstå de gamla kopplingarna som förenar djur som fiskar och till och med människor med sina avlägsna kusiner som sjöborrar och ekollonmaskar är ett så intressant område på det evolutionära trädet och Gyaltsenglossus hjälper till att fokusera länken lite tydligare."

Den ursprungliga upptäckten och forskningen från 1909 om Burgess Shale gjordes av Charles Walcott, som var sekreterare för Smithsonian Institution vid den tiden. De fossila platserna Burgess Shale ligger i nationalparkerna Yoho och Kootenay och förvaltas av Parks Canada.