Kredit:Heming Zhang, författare tillhandahållen
Några av världens viktigaste fossilfynd har kommit från Kina. Dessa inkluderar fantastiska fjäderdinosaurier, de tidigaste moderna däggdjuren och några av de äldsta kända djuren på jorden.
Idag har fyra nya tidningar publicerats i Nature fortsätt denna tradition genom att avslöja världens äldsta välbevarade käkfiskar, som dateras mellan 436 miljoner och 439 miljoner år sedan till början av den siluriska perioden.
De fossila upptäckterna kommer alla från nya fossilplatser i provinserna Guizhou och Chongqing i Kina. Chongqing-platsen hittades 2019, när tre unga kinesiska paleontologer lekte slåss, och en sparkades kung-fu in i hällen. Stenar ramlade ner och avslöjade ett spektakulärt fossil inuti.
Forskarteamen bakom uppsatserna leds av Zhu Min från Institutet för vertebratepaleontologi och paleoantropologi i Peking. Min berättade för mig:"Upptäckten av Chongqing lagerstatte (en "lagerstatte" är en fossil plats med exceptionellt bevarande) är verkligen ett otroligt mirakel av fossiljakt. Plötsligt insåg vi att vi har hittat en häpnadsväckande lagerstatte. Vi är nu nära att kärnan i att reda ut det fiskiga trädet hos tidiga käkade ryggradsdjur."
Vilken sorts fiskar var det?
De flesta fiskar idag delas in i två huvudgrupper:
Ursprunget till dessa levande fiskgrupper är nu mycket tydligare på grund av de nya fynden av de äldsta kompletta fiskarna från Kina.
Dessa var hajliknande fiskar. Några var placoderms, en utdöd klass av pansarfiskar som hade beniga plattor som bildade en solid sköld runt huvudet och bålen.
Andra var förfäders sorter av hajar som kallades akantodianer. Dessa är utdöda former av "stamhajar" som utvecklades som en separat gren – eller stam – av den evolutionära linje som ledde till moderna hajar.
Placoderms är de tidigast kända käkade ryggradsdjuren. Att undersöka dem är viktigt eftersom de hjälper till att avslöja ursprunget till många delar av människokroppen (inklusive våra hjärtan och ansikten).
Den mycket lilla Xuishanosteus är den äldsta kända placodermfisken. Den visar drag som är typiska för senare former från devonperioden. Kredit:Heming Zhang
En liten tillplattad placoderm som heter Xiushanosteus , cirka tre centimeter lång, är den vanligaste fisken som finns på den nya Chongqing-platsen.
Dess skalle visar parade ben som reflekterar de ovanpå våra egna huvuden. Frontala och parietalben har sitt ursprung i dessa fiskar. Zhu You-an, som ledde studien av dessa fiskar, sa till mig:"Alla saker är fortfarande som drömmar. Idag stirrar vi på fullständiga tidiga siluriska fiskar, 11 miljoner år tidigare än de tidigare äldsta fynden! Dessa är båda de mest spännande, såväl som de mest utmanande fossilerna jag har haft förmånen att arbeta på!"
Världens äldsta hajar och tänder
De nya tidningarna beskriver också den äldsta kompletta hajliknande fisken, som heter Shenacanthus . Den har en kroppsform som liknar andra förhistoriska akantodianer (eller stamhajar) - men skiljer sig genom att ha tjocka plattor som bildar pansar runt den, som ses i placoderms.
Det faktum att Shenacanthus delar egenskaperna hos både acanthodians och placoderms antyder att dessa två grupper utvecklats från liknande förfäders stam. Som sagt, Shenacanthus behåller typiska hajliknande fenryggar så det anses inte vara en placoderm, utan en chondrichthyan (gruppen inklusive dagens broskhajar).
Shenacanthus visas restaurerad här. Det är den äldsta chondrichthyan-fisken som är känd av mer än bara fjäll. Kredit:Heming Zhang
Forskningen avslöjar också de äldsta kända tänderna hos alla ryggradsdjur - minst 14 miljoner år äldre än några tidigare fynd. Kommer från en fossil chondrichthyan som heter Qianodus, tänderna är ordnade som lindade rader som kallas "hvirvlar". Sådana tandvirvlar är vanliga vid käftarnas sammanslagning hos många gamla hajar och vissa tidiga benfiskar som Onychodus.
Forskarna hittade också en annan tidig stamhaj som heter Fangjinshania på den nya platsen i Giuzhou. More than 300 kilograms of rock were collected and dissolved in weak acetic acid to free thousands of microscopic bits of bone and teeth.
Fangjinshania resembles a stem shark called Climatius known to have lived about 30 million years later in Europe and North America. Fangjinshania lived as far back as 436 million years ago, which tells us the fossil record of such sharks is much older than we previously thought.
Both Fangjinshania and Qianodus were about 10cm–15cm long, making them many times larger than the placoderms and the Shenacanthus. They would have been the top predators in their ancient ecosystem, and the world's first predators armed with sharp teeth.
Plamen Andreev, the lead author on two of the new papers, told me:"These new finds give support to the idea that older fossil shark-like scales found in the Ordovician period could now really be called sharks."
A reconstruction of Qianodus (left), an early fossil chondrichthyan that shows the oldest evidence of teeth in any vertebrate. Credit:Heming Zhang (artwork) / Plamen Andreev (CT image).
From fins to limbs
Another interesting discovery from these fossils concerns how paired limbs in vertebrates first evolved. A new jaw-less fish called Tujiiaspis now shows the primitive condition of paired fins before they separated into pectoral and pelvic fins—the forerunner to arms and legs.
Pectoral fins were thought to have evolved in jawless fishes called osteostracans, then pelvic fins later in placoderms. But the new Tujiiaspis fossil suggests both sets of fins could have evolved at the same time from fin folds that run along the body and end at the tail fin.
Fanjingshania provides evidence all jawed vertebrates probably underwent a great evolutionary ‘radiation’ (major diversification) in the Ordovician period, more than 450 million years ago. Credit:Heming Zhang
When was the first radiation of the jawed fishes?
Finally, all these discoveries reveal that the first great major "radiation" of the jawed vertebrate (which refers to an explosion in diversity) took place much earlier than anyone imagined. Ivan Sansom from the University of Birmingham was a coauthor on one of the papers. As Sansom notes:"We've had hints of older material previously, but the appearance of clearly defined remains from jawed vertebrates so close to the base of the Silurian suggests jawed and jaw-less fish coexisted for longer than previously thought. There is now evidence for an earlier radiation of sharks and other jawed fish in the Ordovician period."
Tujiaaspis fossil (left) and drawing showing its main features. Note the heavy rows of scales that define the lateral ‘fin fold’ area along the body, right down to the tail. Zhikun Gai et al.
The four papers have shaken up the evolutionary tree, and new diagrams are showing revised hypotheses of the relationships between living fishes. Zhu Min informed me it will take many years to complete the studies on the new fossils, with several new species not yet having been described in the papers.
We'll have to wait patiently for the next exciting discoveries to be announced from these extraordinary fossil sites. + Utforska vidare
Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln. 
