Akvatiske forfædre af terrestriske tusindben karakteriseret for første gang

Insekter, edderkopper og tusindben udgør størstedelen af ​​alle dyr på land. Mens i dag ikke mange af dem lever i vandet, deres forfædre var engang vandlevende.

Et 411 millioner år gammelt fossil viser os, hvordan en af ​​disse grupper så ud, da de stadig tilbragte deres dage i vandet.

Forfædrene til nutidens leddyr, den meget succesrige gruppe, der inkluderer insekter, edderkopper, tusindben og krabber, opstod i den kambriske periode for omkring 541 millioner år siden.

Disse væsner var små og helt vandlevende, levede i havene og ferskvandet samtidig med, at de fleste andre større slægter af dyr også begyndte at dukke op. Men på hvilket tidspunkt disse tidlige leddyr derefter begyndte at splitte sig i de store landlevende grupper, vi ser i dag, er ikke blevet veletableret.

Et af de største huller i leddyrs fossiler har været oprindelsen af ​​tusindben og tusindben, kendt samlet som Myriapoda. Ingen akvatisk form af denne slægt er nogensinde blevet identificeret, indtil nu.

Ser man på fossiler fundet i en klippeformation kendt som Rhynie Chert, der dateres til omkring 410 millioner år gammel, forskere har været i stand til at se i udsøgte detaljer på nogle af de små leddyr, der er bevaret indeni. De fandt ud af, at nogle af disse væsner var akvatiske myriapoder.

Dr. Greg Edgecombe, en palæontolog på museet, der studerer leddyr, har arbejdet sammen med kolleger for at beskrive disse små tidlige slægtninge til tusindben og tusindben.

"Det er noget, jeg har kæmpet med i et par årtier nu, og er et af de store huller i fossile optegnelser om leddyr, " siger Greg. "Dette er den første mulighed for at se, hvordan dyrene så ud i det hul."

Beskrivelsen er nu offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences af U.S.A.

De første dyr på land

Leddyr er de mest succesrige grupper af dyr på planeten, tegner sig for omkring 80 % af alle de dyr, der i øjeblikket lever.

De er en af ​​få grupper af dyr, der med succes gjorde overgangen fra havene til land, en af ​​de andre er amnioter, og var de første til at gøre det for mindst omkring 420 millioner år siden.

Generelt, de terrestriske leddyr kan opdeles i tre hovedgrupper:hexapoderne (som omfatter insekter), spindlerne (edderkopper og deres slægtninge) og myriapods (tusindbenede og tusindben).

Men snarere at dette sker som en enkelt begivenhed, hver enkelt gruppe leddyr foretog overgangen på egen hånd.

"Der var tre store uafhængige terrestrialiseringsbegivenheder i Arthropoda, " forklarer Greg. "De skulle alle håndtere de samme grundlæggende udfordringer, fordi jord var et fjendtligt miljø." Hver gruppe skulle finde ud af, hvordan de kunne forhindre udtørring, hvordan man støtter deres egen krop og går, hvordan man udskiller og ikke mindst hvordan man trækker vejret.

Vi ved, at de første leddyr dukkede op under det tidlige kambrium for omkring 541 millioner år siden, da deres fossiler er blevet fundet i aflejringer som Burgess-skiferen, og vi ved, at de ved det tidlige devon var veletablerede på land.

Det er, hvad der skete mellem disse begivenheder, der har været mindre sikkert.

De første terrestriske økosystemer

Rhynie Chert er en forekomst fundet i Aberdeen, Skotland. Det bevarer et af de tidligste terrestriske økosystemer, indeholdende nogle af de første planter og dyr, der koloniserede landet.

Da klipperne blev dannet, regionen ville have været et system af pools og kilder, ikke ulig hvad der ses i Yellowstone National Park i dag, selvom det ikke er helt så ekstremt. I disse bassiner trivedes ferskvandsplanter og dyr, og omkring kanten begyndte de at udforske det omkringliggende land.

Det er inden for disse klipper, at Gregs kollega Dr. Christine Strullu-Derrien var i stand til at identificere de små fossile leddyr. Ved at bruge innovative mikroskopimetoder, Christine formåede at afbilde disse dyr i forbløffende detaljer, viser den fine anatomi af deres munddele.

"Disse små detaljer giver os mulighed for at se, at der er et sæt organer i hovedet på fossilerne, der svarer til det, vi ser i mundområderne på levende myriapoder, " siger Greg. Dette har bekræftet, at de sandsynligvis var de tidlige, akvatisk-levende forfædre til alle nulevende tusindben og tusindben.

Det interessante ved dette er, at det ikke er første gang, at disse tidlige myriapoder er blevet fundet i fossiloptegnelsen.

Kendt som euthycarcinoider, ligene af disse væsner er kendt i klipper fra Kambrium til Trias, mens deres spor er blevet fundet på gamle tidevandsflader og kystsandklitter. Det er bare, at disse fossiler ikke var detaljerede nok og tidligere var blevet fejlidentificeret som værende tidlige krebsdyr eller arachnid-slægtninge.

Nu, Greg og hans kolleger har været i stand til at vise, at denne fortolkning var forkert, og at de faktisk tilhører en helt anden gruppe af leddyr og er med til at lukke dette langvarige hul i fossilregistret.

Værket er også med til at vise, hvordan brugen af ​​moderne teknologi kan give ny indsigt i gamle eksemplarer.

"For at være ærlig, de er bare seriøst smukke fossiler, " siger Greg. "Vi kan fortælle mere om formen af ​​disse dyr, end jeg overhovedet kunne have forestillet mig ville have været muligt.

"Det ene billede af eksemplet er et af de mest sublime fossiler, som jeg nogensinde vil få mulighed for at arbejde på."