Ricostruzioni di vita del fossile di Tujiaaspis vividus. Credito:Qiuyang Zheng
Una miniera di fossili in Cina, rinvenuti in rocce risalenti a circa 436 milioni di anni fa, hanno rivelato per la prima volta che i misteriosi galeaspidi, un pesce d'acqua dolce senza mascelle, possedevano pinne accoppiate.
La scoperta, da parte di un team internazionale, guidato da Min Zhu dell'Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology, Bejiing e dal professor Philip Donoghue della School of Earth Sciences dell'Università di Bristol, mostra la condizione primitiva delle pinne accoppiate prima che si separassero in pettorali e pelviche pinne, precursore di braccia e gambe.
Finora, gli unici fossili sopravvissuti di galeaspidi erano teste, ma questi nuovi fossili originari delle rocce della provincia di Hunan e Chongqing e chiamati Tujiaaspis in onore degli indigeni Tujia che vivono in questa regione, contengono tutto il loro corpo.
Le teorie abbondano sugli inizi evolutivi delle pinne e degli arti dei vertebrati, i precursori evolutivi di braccia e gambe, per lo più basate sull'embriologia comparata. C'è una ricca documentazione fossile, ma i primi vertebrati o avevano le pinne o no. C'erano poche prove della loro graduale evoluzione.
Il primo autore Zhikun Gai, un alunno dell'Università di Bristol, ha dichiarato:"L'anatomia dei galeaspidi è stata una sorta di mistero da quando furono scoperti per la prima volta più di mezzo secolo fa. Decine di migliaia di fossili sono conosciuti dalla Cina e dal Vietnam, ma quasi tutti loro sono solo teste - non si sapeva nulla del resto dei loro corpi - fino ad ora.
"I nuovi fossili sono spettacolari, preservando l'intero corpo per la prima volta e rivelando che questi animali possedevano pinne accoppiate che si estendevano continuamente, dalla parte posteriore della testa fino alla punta della coda. Questa è una grande sorpresa poiché Si pensa che i galeaspidi siano privi di pinne accoppiate."
L'esemplare olotipico del fossile Tujiaaspis vividus proveniente da rocce di 436 milioni di anni della provincia di Hunan e Chongqing, Cina. Credito:Zhikun Gai
L'autore corrispondente, il professor Donoghue, ha affermato:"Tujiaaspis dà nuova vita a un'ipotesi secolare per l'evoluzione delle pinne accoppiate, attraverso la differenziazione delle pinne pettorali (braccia) e pelviche (gambe) nel tempo evolutivo da un precursore continuo della pinna dalla testa alla coda.
"Questa ipotesi 'fin-fold' è stata molto popolare ma finora non ha avuto alcuna prova a sostegno. La scoperta di Tujiaaspis fa risorgere l'ipotesi della pinna e la riconcilia con i dati contemporanei sui controlli genetici sullo sviluppo embrionale delle pinne nei viventi vertebrati."
Simulazioni fluidodinamiche computerizzate del flusso d'acqua su un modello digitale di Tujiaaspis vividus, visto dal basso. Credito:Zhikun Gai
L'autore corrispondente Min Zhu di VPP, Pechino, ha aggiunto:"Tujiaaspis mostra che la condizione primitiva per le pinne accoppiate si è evoluta per la prima volta. Gruppi successivi, come gli osteostracani senza mascelle mostrano le prime prove per la separazione delle pinne pettorali muscolari, conservando lunghe pinne pelviche che si sono ridotte al pinne muscolari corte nei vertebrati con mascella, come in gruppi come placodermi e squali. Tuttavia, possiamo vedere vestigia di pinne allungate negli embrioni di pesci con mascella vivi, che possono essere manipolati sperimentalmente per riprodurli. La domanda chiave è perché le pinne si evolvono prima in questo modo?"
Il Dr. Humberto Ferron di Bristol ha utilizzato approcci di ingegneria computazionale per simulare il comportamento dei modelli di Tujiaaspis con e senza le pinne accoppiate. Il coautore ha detto:"Le pinne accoppiate di Tujiaaspis agiscono come aliscafi, generando passivamente portanza per il pesce senza alcun input muscolare dalle pinne stesse. Le pieghe laterali delle pinne di Tujiaaspis gli hanno permesso di nuotare in modo più efficiente".
Simulazioni fluidodinamiche computerizzate del flusso d'acqua su un modello digitale di Tujiaaspis vividus, visto dall'alto. Credito:Zhikun Gai
Il coautore Dr. Joseph Keating a Bristol ha modellato l'evoluzione delle pinne accoppiate. Ha detto:"I vertebrati fossili senza mascelle mostrano una vertiginosa gamma di tipi di pinne, che ha provocato un ampio dibattito sull'evoluzione delle pinne accoppiate.
"Our new analyses suggest that the ancestor of jawed vertebrates likely possessed paired fin-folds, which became separated into pectoral and pelvic regions. Eventually, these primitive fins evolved musculature and skeletal support, which allowed our fishy ancestors to better steer their swimming and add propulsion. It is amazing to think that the evolutionary innovations seen in Tujiaaspis underpin locomotion in animals as diverse as birds, whales, bats and humans."
3D reconstruction of Tujiaaspis vividus. Credit:YANG Dinghua
The holotype specimen and its interpretative drawing of Tujiaaspis vividus from 436 million years old rocks of Chongqing, China. Credit:Gai, et al.
The team's research is published in Nature . + Esplora ulteriormente
