Alcune delle scoperte fossili più significative al mondo sono arrivate dalla Cina. Questi includono incredibili dinosauri piumati, i primi mammiferi moderni e alcuni degli animali più antichi conosciuti sulla Terra.

Oggi, quattro nuovi articoli pubblicati su Nature portare avanti questa tradizione rivelando i pesci dalla mascella ben conservati più antichi del mondo, datati tra 436 milioni e 439 milioni di anni fa all'inizio del periodo siluriano.

Le scoperte fossili provengono tutte da nuovi siti fossili nelle province di Guizhou e Chongqing in Cina. Il sito di Chongqing è stato trovato nel 2019, quando tre giovani paleontologi cinesi stavano giocando a combattimenti e uno è stato preso a calci nell'affioramento di kung-fu. Le rocce caddero, rivelando uno spettacolare fossile all'interno.

I team di ricerca dietro i documenti sono guidati da Zhu Min dell'Istituto di Paleontologia e Paleoantropologia dei vertebrati a Pechino. Min mi ha detto:"La scoperta del lagerstatte di Chongqing (un "lagerstatte" è un sito fossile di eccezionale conservazione) è davvero un incredibile miracolo della caccia ai fossili. Improvvisamente ci siamo resi conto di aver trovato un lagerstatte sbalorditivo. Ora siamo vicini a il nucleo di districare l'albero di pesce dei primi vertebrati mascellari."

Che tipo di pesci erano?

La maggior parte dei pesci oggi si divide in due gruppi principali:

• I condritti (che includono squali, razze e chimeridi) hanno scheletri cartilaginei
• Gli osteitti (pesci ossei come la trota) hanno le ossa che formano lo scheletro.

Le origini di questi gruppi di pesci viventi sono ora molto più chiare grazie ai nuovi ritrovamenti dei più antichi pesci completi provenienti dalla Cina.

Erano pesci simili a squali. Alcuni erano placodermi, una classe estinta di pesci corazzati che avevano placche ossee che formavano un solido scudo attorno alla testa e al tronco.

Altri erano tipi ancestrali di squali chiamati acantodi. Si tratta di forme estinte di "squali stelo" che si sono evolute come un ramo separato, o gambo, della linea evolutiva che ha portato agli squali moderni.

I placodermi sono i primi vertebrati con mascelle conosciuti. La loro ricerca è importante in quanto aiutano a rivelare le origini di molte parti del corpo umano (compresi i nostri cuori e volti).

Un piccolo placoderm appiattito chiamato Xiushanosteus , lungo circa tre centimetri, è il pesce più comune trovato nel nuovo sito di Chongqing.

Il suo cranio mostra ossa accoppiate che riflettono quelle in cima alle nostre teste. Le ossa frontali e parietali hanno la loro origine in questi pesci. Zhu You-an, che ha condotto lo studio su questi pesci, mi ha detto:"Tutte le cose sono ancora come i sogni. Oggi osserviamo i primi pesci siluriani completi, 11 milioni di anni prima rispetto ai precedenti ritrovamenti più antichi! Questi sono entrambi i più emozionante, così come i fossili più impegnativi su cui ho avuto il privilegio di lavorare!"

Gli squali e i denti più antichi del mondo

I nuovi documenti descrivono anche il più antico pesce completo simile a uno squalo, chiamato Shenacanthus . Ha una forma del corpo simile ad altri acantodi (o squali stelo) preistorici, ma differisce per avere piastre spesse che formano un'armatura attorno ad esso, come si vede nei placodermi.

Il fatto che Shenacanthus condivida le caratteristiche sia degli acantodi che dei placodermi suggerisce che questi due gruppi si siano evoluti da ceppi ancestrali simili. Detto questo, Shenacanthus conserva le tipiche spine delle pinne simili a squali, quindi non è considerato un placodermi, ma un condrittino (il gruppo che include gli squali cartilaginei di oggi).

La ricerca rivela anche i denti più antichi conosciuti di qualsiasi vertebrato, almeno 14 milioni di anni più vecchi di qualsiasi scoperta precedente. Provenienti da un condrittino fossile chiamato Qianodus, i denti sono disposti come file a spirale chiamate "vortici". Tali spirali di denti sono comuni all'incrocio delle mascelle in molti squali antichi e in alcuni primi pesci ossei come Onychodus.

I ricercatori hanno anche trovato un altro dei primi squali staminali chiamato Fangjinshania nel nuovo sito di 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."

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.

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."

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. + Esplora ulteriormente

Dawn of fishes:Early Silurian jawed vertebrates revealed head to tail

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.