Tethymyxine tapirostrum, ha 100 milioni di anni, Pesce lungo 12 pollici incastonato in una lastra di calcare del periodo cretaceo proveniente dal Libano, ritenuto il primo fossile dettagliato di una missina. Credito:Tetsuto Miyashita, Università di Chicago.
I paleontologi dell'Università di Chicago hanno scoperto il primo fossile dettagliato di una missina, il viscido, mangiatori di carogne simili ad anguille dell'oceano. Il fossile di 100 milioni di anni aiuta a rispondere alle domande su quando questi antichi, pesce senza mascelle si diramava dall'albero evolutivo dal lignaggio che ha dato origine ai moderni vertebrati con mascelle, compresi i pesci ossei e gli esseri umani.
Il fossile, chiamato Tethymyxine tapirostrum, è un pesce lungo 12 pollici incorporato in una lastra di calcare del periodo Cretaceo proveniente dal Libano. Colma una lacuna di 100 milioni di anni nella documentazione fossile e mostra che la missina è più strettamente imparentata con la lampreda succhiasangue che con altri pesci. Ciò significa che sia la missina che la lampreda hanno evoluto la loro forma corporea simile ad un'anguilla e gli strani sistemi di alimentazione dopo che si sono diramati dal resto della linea di antenati dei vertebrati circa 500 milioni di anni fa.
"Si tratta di un'importante riorganizzazione dell'albero genealogico di tutti i pesci e dei loro discendenti. Questo ci consente di stabilire una data evolutiva su tratti unici che distinguono la missina da tutti gli altri animali, " disse Tetsuto Miyashita, dottorato di ricerca, un Chicago Fellow presso il Dipartimento di biologia e anatomia degli organismi presso l'UChicago che ha guidato la ricerca. I risultati sono pubblicati questa settimana nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .
Il viscido giveaway morto
Le missine moderne sono note per le loro bizzarre, aspetto da incubo e meccanismo di difesa unico. non hanno occhi, o mascelle o denti con cui mordere, ma usa invece un apparato appuntito simile a una lingua per raschiare la carne di pesci e balene morti sul fondo dell'oceano. Quando molestato, possono trasformare istantaneamente l'acqua intorno a loro in una nuvola di melma, ostruendo le branchie di aspiranti predatori.
La scansione al sincrotrone del fossile di tethymyxine tapirostrum hagfish ha rivelato tracce di sostanze chimiche lasciate quando i tessuti molli si sono fossilizzati, compresi segni di cheratina che indicano una serie di ghiandole che producono melma lungo il corpo. Credito:Tetsuto Miyashita, Università di Chicago.
Questa capacità di produrre melma è ciò che ha dato via il fossile di Tethymyxine. Miyashita ha utilizzato una tecnologia di imaging chiamata scansione di sincrotrone presso la Stanford University per identificare le tracce chimiche dei tessuti molli che sono state lasciate nel calcare quando la missina si è fossilizzata. Questi tessuti molli sono raramente conservati, ecco perché ci sono così pochi esempi di antichi parenti di missine da studiare.
La scansione ha rilevato un segnale per la cheratina, lo stesso materiale che compone le unghie negli esseri umani. Cheratina, come risulta, è una parte cruciale di ciò che rende così efficace la difesa dalla melma di missina. Hagfish ha una serie di ghiandole lungo i loro corpi che producono piccoli pacchetti di fibre di cheratina strettamente arrotolate, lubrificato da muco-y goo. Quando questi pacchetti colpiscono l'acqua di mare, le fibre esplodono e intrappolano l'acqua all'interno, trasformando tutto in schifezze che soffocano gli squali. Le fibre sono così resistenti che una volta essiccate assomigliano a fili di seta; sono addirittura allo studio come possibili fibre biosintetiche per realizzare vestiti e altri materiali.
Miyashita e i suoi colleghi hanno trovato più di cento concentrazioni di cheratina lungo il corpo del fossile, il che significa che l'antica missina probabilmente ha evoluto la sua difesa dalla melma quando i mari includevano temibili predatori come plesiosauri e ittiosauri che oggi non vediamo più.
"Ora abbiamo un fossile che può far retrocedere l'origine del piano corporeo simile alla missina di centinaia di milioni di anni, " disse Miyashita. "Ora, la prossima domanda è come questo cambia la nostra visione delle relazioni tra tutte queste prime linee di pesci".
Il fossile di tethymyxine tapirostrum hagfish suggerisce una nuova ipotesi per la struttura dell'albero genealogico dei vertebrati, con la missina e altre creature simili ad anguille che si diramano presto dal lignaggio che ha dato origine ai moderni vertebrati con mascelle, compresi i pesci ossei e gli esseri umani. Credito:Tetsuto Miyashita, Università di Chicago.
Scuotere l'albero genealogico dei vertebrati
Le caratteristiche del nuovo fossile aiutano a collocare le missine e i loro parenti nell'albero genealogico dei vertebrati. Nel passato, gli scienziati non sono d'accordo su dove appartenessero, a seconda di come hanno affrontato la questione. Coloro che si affidano solo alle prove fossili tendono a concludere che le missine sono così primitive da non essere nemmeno vertebrati. Ciò implica che tutti i pesci e i loro discendenti vertebrati avevano un antenato comune che, più o meno, assomigliava a una missina.
Ma coloro che lavorano con i dati genetici sostengono che la missina e le lamprede sono più strettamente imparentate tra loro. Ciò suggerisce che le moderne missine e lamprede siano quelle strane nell'albero genealogico dei vertebrati. In quel caso, l'aspetto primitivo di missine e lamprede è ingannevole, e l'antenato comune di tutti i vertebrati era probabilmente qualcosa di più convenzionalmente simile a un pesce.
Il lavoro di Miyashita concilia questi due approcci, utilizzando prove fisiche dell'anatomia dell'animale dal fossile per giungere alla stessa conclusione dei genetisti:che la missina e le lamprede dovrebbero essere raggruppate separatamente dal resto dei pesci.
"In un senso, questo resetta l'agenda di come comprendiamo questi animali, " ha detto Michael Coates, dottorato di ricerca, professore di biologia e anatomia degli organismi presso l'UChicago e coautore del nuovo studio. "Ora abbiamo questa importante conferma che sono un gruppo a parte. Sebbene facciano ancora parte della biodiversità dei vertebrati, ora dobbiamo guardare con più attenzione le missine e le lamprede, e riconoscere la loro apparente primitività come una condizione specializzata.
I paleontologi hanno utilizzato sempre più sofisticate tecniche di imaging negli ultimi anni, ma la ricerca di Miyashita è una delle poche finora ad utilizzare la scansione di sincrotrone per identificare gli elementi chimici in un fossile. Sebbene fosse fondamentale rilevare le strutture anatomiche nel fossile di missina, crede che possa anche essere uno strumento utile per aiutare gli scienziati a rilevare la vernice o la colla utilizzata per abbellire un fossile o addirittura forgiare un esemplare. Ogni tentativo di ravvivare un esemplare fossile lascia impronte chimiche che si illuminano come decorazioni natalizie in una scansione di sincrotrone.
"Sono impressionato da ciò che Tetsuto ha organizzato qui, " Ha detto Coates. "Ha sfruttato al massimo tutte le diverse tecniche e approcci che possono essere applicati a questo fossile per estrarre informazioni da esso, capirlo e controllarlo a fondo."
