Oprindelsen af ​​disse seksuelle organer:en fiskefortælling meget mere primitiv, end vi troede

Fossile opdagelser fra devoniske klipper i Skotland og Australien afslørede først, at de tidligste kæbefisk, placodermerne, reproduceret ved hjælp af kopulation på nogenlunde samme måde som hajer og rokker gør i dag.

De havde også de første parrede bækkenskeletter, forløberen til de bageste parvise finner - og ben - på alle dyr. Deres parrede reproduktive organer, kaldet "klemmer", sandsynligvis udviklet på samme måde som lemmer.

Udseendet af kæber og tænder hos de første hvirveldyr var således tæt forbundet med oprindelsen af ​​parrede baglemmer (bækkenbælte) og en fremskreden form for seksuel reproduktion.

Før kæber

Men en ny opdagelse fra Miguasha-stedet, i Quebec, det østlige Canada, dateret til omkring 380 millioner år gammel, omskriver dette syn på seksuel evolution.

Vores nye papir, udgivet for nylig i Palæontologi , viser, at en devonsk kæbeløs fisk, ved navn Euphanerops (billedet øverst), havde parrede bagbensstrukturer kaldet bækkenskiver og parrede slanke mandlige reproduktive organer.

Dette er bemærkelsesværdigt, da disse strukturer, engang anset for at være unik for kæbefisk (gnathostmes), ses nu først at dukke op længere nede i det evolutionære træ, hos kæbeløse fisk.

Dette er den første beretning om sådanne strukturer i enhver kæbeløs fisk, og antyder, at de evolutionære mekanismer, der er nødvendige for udvikling af lemmer og clasper, var på plads i god tid før kæber og tænder opstod.

Euphanerops er en ål-lignende fisk med enkle parvise finner langs kroppens midterlinje. Det blev først beskrevet fra Miguasha i 1900 af Arthur Smith Woodward fra British Museum.

Det blev oprindeligt antaget at tilhøre en gruppe af uddøde kæbeløse fisk kaldet anaspids, men dette blev bestridt i de senere år. Anaspidser var rigelige i ældre klipper fra sen silur og tidlig devontid, omkring 427 millioner til 400 millioner år siden.

Vores nye papir inkluderer en ny fylogenetisk analyse, der også løser Euphanerops evolutionære position som værende en ægte anaspid, viser, at gruppen er monofyletisk, eller danner en naturlig klade (eller gren i et evolutionært træ). Euphanerops ses således at være et sent overlevende relikt fra denne engang blomstrende gruppe.

At få noget rygrad

Mest væsentligt, denne fossile kæbeløse fisk viser, at rygraden har specialiserede områder, der adskiller sig fra hinanden, således kan det aksiale skelet siges at være regionaliseret, eller specialiseret sig i forskellige slags vertebrale og ribbenlignende knogler langs dens længde.

Det er første gang en så avanceret funktion er blevet identificeret i nogen fisk uden kæber. Meget få af disse gamle kæbeløse fisk har det indre skelet godt nok bevaret til at studere det ordentligt.

Eksemplarerne af Euphanerops er usædvanlige, fordi de blev bevaret i finkornede sedimenter lagt ned i en gammel flodmunding. Hvert lille element af dets skelet er tydeligt bevaret.

Den høje mangfoldighed og fremragende bevarelse af fisk og plantefossiler fundet ved Miguasha er grunden til, at dette sted blev udpeget som et UNESCOs verdensarvssted i 1999.

Arbejd på den levende kæbeløse lampret, Petromyzon , blev derefter initieret af vores team for at se, om der var nogen tilsvarende regionalisering i dets skelet. Til vores overraskelse fandt vi ud af, at visse variationer langs rygraden indikerede, at en lignende regionaliseringsstil også var til stede.

Dette er vigtigt, da den specialiserede type landdyrs rygrad ikke normalt ses hos fisk. Nogle fossiliserede strålefinnede fisk, såsom Tarrasius , vis den regionaliserede rygsøjle havde udviklet sig i karbontiden, men dette er en undtagelse, ikke den almindelige tilstand.

Gamle fossiler, nye fund

Den nye opdagelse viser, at gamle fossiler af Eufanerops , kendt i lang tid i museumssamlinger, og det var blevet undersøgt flere gange tidligere, kan stadig give spændende ny information, når nye teknologiske tilgange tages i brug.

Den detaljerede undersøgelse af bruskstrukturen i Euphanerops var afgørende for at identificere skeletelementer (bruskafledt) i bækkenregionen, og finde de parrede mandlige reproduktive organer. Fossilerne pegede os også på at finde nye oplysninger om det aksiale skelet i levende lampretter.

Det virker sandsynligt, at de næste store skridt til at forstå den tidlige udvikling af de første kæbede hvirveldyr vil blive fundet ved at studere mere velbevarede tidlige kæbeløse fisk. Disse former for fossiler har nøglen til, hvornår og hvordan mere avancerede strukturer fundet i kæbede hvirveldyr først udviklede sig.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.