Versteinerte Fische enthüllen die ältesten bisher bekannten „Kiefer“

Ich erwähne den Ozean, und es ist schwer, nicht an die Kiefer zu denken. Tiefe Gewässer haben viele mit Zähnen gesäumte Münder: Bärenfallenmäuse für Haie und Delfine, lockere Lippen für Flachwasserfische und Korallen und eine Bartenfilterlücke für riesige Wale. Fischkiefer krochen schließlich vor Millionen von Jahren aus den Meeren und brachten die Kieferwirbeltiere hervor, die wir heute haben.

Aber wann erschien eine solche evolutionäre Innovation? Ein Fossilienpaar, das in Südchina entdeckt wurde, deutet darauf hin, dass die Antwort zig Millionen Jahre tiefer liegen könnte als bisher angenommen. Die Ergebnisse – darunter wunderschön erhaltene neue Arten früher Fische, die ältesten bekannten Wirbeltierzähne und viele gepanzerte Fische – wurden am Mittwoch im Laufe von vier Jahren veröffentlicht. Blätter in der Natur.

sagte Matt Friedman, ein Paläontologe der University of Michigan, der nicht an der Forschung beteiligt war, aber schrieb Perspektivischer Aufsatz, der Naturpapiere begleitete.

Fischkiefer brachen im Fossilienbestand vor 419 bis 359 Millionen Jahren während einer Periode aus, die als Fischzeitalter oder Devon bekannt ist. Alle Fische dieses Alters haben „eindeutig auf ihren Körpern geschrieben“, sagte Michael Coates, ein Paläobiologe an der Universität von Chicago, der nicht an den neuen Arbeiten beteiligt war. Dazu gehören alte Gruppen wie kieferlose Fische, frühe Unterarten kieferloser Fische, sogenannte Placoderms, und aufstrebende Neuankömmlinge wie Knorpelfische und Knochenfische. Der erste Fisch, der an Land sprang.

Einer der Artikel, sagte Per Ahlberg, Paläontologe an der Universität Uppsala in Schweden und Autor über die Geschichte der Fossilien. Aber bis vor kurzem konnte man die Anzahl der nützlichen silurischen Fossilien an einer Hand abzählen.

Vor einem Jahrzehnt machten sich Forscher daran, 425 Millionen Jahre alte Gesteine ​​im späten Silur-China systematisch zu untersuchen, sagte Jay Jiequn, Paläontologe an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und Autor einer der Forschungsarbeiten. Sie wurden mit vollständigen Fossilien früher Kieferfische belohnt.

Davon ermutigt, gruben sie in den alten Felsen. Im Jahr 2020 haben diese Fischereiexpeditionen einen Höhepunkt: ein Sedimentpaar außerhalb von Chongqing.

Die beiden Fossilienbetten sind einige Millionen Jahre voneinander entfernt und jedes hat eine andere Artengruppe.

Dr. Ahlberg sagte, dass das 436 Millionen Jahre alte Bett „kleine Fische von der Größe eines Aquariums“ enthielt, die nur wenige Zentimeter lang waren und die ältesten bekannten Ganzkieferfische darstellten. Die meisten von ihnen gehören zu einer flachen, gepanzerten Art mit Plaque-Haut namens Xiushanosteus mirabilis, die wahrscheinlich auf dem Meeresboden lebte. Es gibt auch Shenacanthus vermiformis, einen Knorpelfisch, der mit Haien und Rochen verwandt ist, aber mit Panzerplatten ähnlich denen von nicht verwandter Haut – ein Befund, der darauf hindeutet, dass frühe haiähnliche Arten die Panzerplatten beibehalten haben, die in früheren Zweigen des Stammbaums der Fische gefunden wurden .

Das bemerkenswerteste Exemplar von der Stätte ist ein kieferloser Fisch namens Tujiaaspis Vividus, sagt Philip Donoghue, ein Paläontologe der Universität Bristol und Autor einer Abhandlung. Tausende von Kopfschilden aus der Artenfamilie sind aus dem Fossilienbestand bekannt, aber Tujiaaspis behält den ersten bekannten Körper. Es kommt mit einer Überraschung: Ein Satz paariger Flossen, die aus dem Schädel herausragen, was Dr. Donoghue und Kollegen vermuten, ist ein möglicher Vorläufer der Brust- und Beckenflossen, die bei Gnathostomen gefunden wurden, aus denen die Arme und Beine des Fisches hervorgingen, die sich bewegten der Boden. Zuvor glaubten die Forscher, dass sich die beiden Flossensätze zwischen kieferlosen und kieferlosen Fischen getrennt entwickelten.

„Es wirft die herkömmliche Weisheit darüber auf, wie gepaarte Anhängsel entstehen“, sagte Dr. Donoghue.

Die zweite Stätte, die 439 Millionen Jahre alt ist, hat bedeutendere Fossilien erhalten. Ein Blatt beschreibt eine Gruppe von Stacheln, Schuppen und Kopfplatten eines Tieres namens Fanjingshania renovata, Alle von ihnen sind für spätere Beispiele von Knorpelfischen tot. Ein anderer zeichnet eine Spirale verbundener Zähne auf – Das mit Abstand älteste der Wirbeltiere Von einem Fisch namens Qianodus dupis. Beide Tiere gehören fest zu einem Zweig von Kieferfischen namens Chondrichthyans, einer Gruppe von Knorpelfischen, zu der moderne Haie, Rochen und Ratfische gehören. (Knochenfische wie Lachs und Menschen sind der andere Zweig.)

Die Anwesenheit von Hai-Verwandten an der Stelle deutet darauf hin, dass die Trennung zwischen Knorpel- und Knochenfischen tatsächlich im frühen Silur erfolgte, sagte Dr. Friedman. Zusammengenommen schieben beide Standorte den Ursprung der Kiefer und Zähne von Wirbeltieren um etwa 14 Millionen Jahre zurück.

„Es ist eine große Abweichung von der vereinbarten Chronologie“, sagte Dr. Friedman, die eine radikale Überprüfung der frühen Meeresökosysteme erzwingen wird.

Jawfishes scheinen bereits in der großen Biodiversität des Ordoviziums entstanden zu sein, einer Zeit vor 485 Millionen bis 445 Millionen Jahren, als wirbellose Meerestiere herrschten. Dr. Coates sagte, dass die wenigen bekannten Fische aus dieser Zeit kieferlos und im Allgemeinen unscheinbar waren. „Sie sehen aus wie gepanzerte Kaulquappen“, sagte er. „Also das Letzte, was Sie erwarten würden, sind primitive Haie und primitive Knochenfische, die gleichzeitig umherstreifen.“

Während Paläontologen weiterhin tiefer in die frühen silurischen Felsen in China graben, haben sie mehr Fischarten entdeckt. Wenn es um den ersten Kieferfisch geht, werden die Forscher möglicherweise bald feststellen, dass sie ein größeres Boot benötigen.

„Es ist sehr wahrscheinlich, dass es weitere Entdeckungen geben wird“, sagte Dr. Ahlberg. „Es ist ein überstrapazierter Ausdruck, aber ich meine es ernst: Das verspricht, unser Verständnis der ersten Stufe der Entwicklung von Kieferwirbeltieren vollständig zu revolutionieren.“