En nyupptäckt fossil "skattförråd" som går tillbaka omkring 436 miljoner år till den tidiga silurperioden avslöjar för första gången den fullständiga kroppsformen och formen för några av de första käkfiskarna.

Upptäckten publicerades i Nature den 28 september av ett internationellt team under ledning av prof. Zhu Min från Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology (IVPP) vid den kinesiska vetenskapsakademin och prof. Per E. Ahlberg från Uppsala universitet, som omslagsartikel och en i en serie om fyra artiklar i samma nummer.

Gnathostomata eller käkade ryggradsdjur, som inkluderar inte bara nästan alla ryggradsdjur du ser i djurparker och akvarier utan också mänskligheten, har ett mystiskt ursprung. Den så kallade molekylära klockan, som härleder åldern på den senaste gemensamma förfadern till två djur genom att utvärdera skillnaden mellan de två uppsättningarna av DNA, antyder att den senaste gemensamma förfadern till alla moderna käkade ryggradsdjur levde för 450 miljoner år sedan under Ordoviciumperiod. Som ett resultat kan käkarnas ursprung inte vara senare än så.

Dock blir fossilregistret över käkade ryggradsdjur endast rikligt från det tidiga devon (~419 miljoner år sedan), det vill säga början av "fiskarnas tidsålder". Bara under de senaste 10 åren har forskare hittat flera kompletta käkfiskar från det sena siluriet (~425 miljoner år sedan). Trots det är dessa uppgifter fortfarande mer än 25 miljoner år senare än när käkarna skulle ha sitt ursprung. Bristen på tidigare fossiler betyder att käkade ryggradsdjur är en "spöklinje" i det tidiga siluriet.

Den anmärkningsvärda upptäckten av fullständiga tidiga siluriska käkfiskar är resultatet av 20 års kontinuerliga ansträngningar av författarna som letar efter fossila fiskar i alla möjliga siluriska bergskikt i Kina. Genombrottet gjordes slutligen i slutet av 2020, när fullständiga tidiga siluriska fiskar hittades i Xiushan County, Chongqing.

Li Qiang och Chen Yang, båda medförfattare och ledare för studieresorna, påminde om sin forskning:"Vi minns att det var en regnig dag. Vi besteg en bergsghat. Vid den 38:e svängen hittade vi en komplett silurisk fisk, som initierade en explosion av upptäckter i detta område under de kommande två åren."

Författarna rapporterade två arter. Den första och den vanligaste arten hette Xiushanosteus mirabilis. Det är en liten, 3 cm lång placoderm eller bepansrad käkfisk. Det platta och halvcirkelformade huvudet, tillsammans med bålskyddet, påminner om dess käklösa förfäder, men dess parade fenor och kraftfulla svans gjorde Xiushanosteus till en mycket mer kapabel simmare.

Första författaren Zhu You'an, docent forskningsprofessor vid IVPP och även en alumn vid Uppsala universitet, sa:"Som placodermexpert är jag bländad av Xiushanosteus tidiga ålder och fullständighet. Det är som en dröm. Mycket av det anatomiska funktioner är helt vettiga; det var ett "Åh, nu vet jag"-ögonblick i min karriär."

Den andra fisken som rapporteras heter Shenacanthus vermiformis. Också mycket liten, det är en tidig hajsläkting. Men alla hajar vi känner är täckta av små fjäll, eller på sin höjd små mosaikplattor. Shenacanthus har istället framträdande "axelrustning" gjord av flera stora plattor som helt omsluter dess kropp. Denna funktion, som anses vara exklusiv i placoderms, ger en stark antydan om att de första broskfiskarna var pansar, liknande placoderms.

"För bara 20 år sedan trodde man fortfarande att hajar är primitiva och att andra käkfiskar utvecklats från en hajliknande arketyp. Nu med upptäckten av Shenacanthus kan vi äntligen försäkra oss om att motsatsen är sant", säger professor Zhu You' en.

"Tidigare kunde vi bara drömma om sådana exceptionella och tidiga fossiler", sa motsvarande författare Prof. Ahlberg. "Men, de är mer än kuriosa; de är först och främst avgörande data för att testa - och antingen stödja eller förvirra - våra långvariga hypoteser om framväxten av vår härstamning."

"Utgrävningen fortsätter att ge anmärkningsvärda material", säger prof. Zhu Min, som ledde projektet och även är en CAS-akademiker. "Chongqing Lagerstätte, liksom Chengjiang och Jehol biotas, kommer att bli ett världsberömt paleontologiskt arv och kommer att ge nyckelbevis för hur den extraordinära mångfalden av de käkade ryggradsdjur vi ser idag uppstod." + Utforska vidare

Forntida "haj" från Kina kan vara människans äldsta käkade förfader