MicroCT afslører detaljeret hovedmorfologi af leddyr, Leanchoilia illecebrosa

Et internationalt samarbejde mellem forskere ved Harvard University og Yunnan University i Kina bruger mikroCT til at studere og genstudere leddyrfossiler fra det tidlige Cambrium i Chengjiang-biotaen i Yunnan-provinsen i Kina. Deres seneste undersøgelse viser med hidtil uset klarhed hovedmorfologien af ​​arten Leanchoilia illecebrosa og demonstrerer tilstedeværelsen af ​​et labrum, hvilket understøtter hypotesen om, at megacheiraner er fjerne slægtninge til moderne chelicerater (f.eks. horshoe craps, skorpioner og edderkopper).

Chengjiang-biotaen i Yunnan-provinsen i Kina indeholder en af ​​de mest artsrige og velbevarede fossilholdige aflejringer fra det tidlige kambrium (ca. 518 millioner år gammelt), herunder talrige artropoderarter. Imidlertid, flere Chengjiang leddyr har en ukendt morfologi, er yderst sjældne, eller er ufuldstændigt bevaret, hvilket ofte fører til, at mange af disse arter er problematiske, dårligt kendt, eller ofte begge dele, dermed hindre deres bidrag til at rekonstruere udviklingen af ​​denne store dyregruppe.

Javier Ortega-Hernández, Adjunkt ved Institut for Organismisk og Evolutionær Biologi og kurator for Invertebrate Palæontology i Museum of Comparative Zoology ved Harvard University, og Yu Liu, professor i palæobiologi, Yunnan University, Kina har samarbejdet i årevis i studiet af Chengjiang leddyr og deres evolutionære betydning. Deres seneste papir i Aktuel biologi viser med hidtil uset tydelighed artens hovedmorfologi Leanchoilia illecebrosa — et medlem af Megacheira, en stor uddød gruppe karakteriseret ved udpræget raptoriske store vedhæng. Ortega-Hernández' og Lius genundersøgelse af Leanchoilia demonstrerer tilstedeværelsen af ​​et labrum - en flaplignende struktur, der ligger over mundåbningen hos de fleste moderne leddyr - og giver fornyet støtte til hypotesen om, at megacheiraner er fjerne slægtninge til moderne chelicerater (f.eks. skorpioner og edderkopper).

Ortega-Hernández og Liu brugte microCT, en teknik, der bruger røntgenstråler til at visualisere træk, der ikke let kan observeres på overfladen af ​​fossilerne, at studere organiseringen af ​​hovedet hos små unge af Leanchoilia illecebrosa . Med microCT var de i stand til at forstå hovedet mere detaljeret end nogensinde før, og opdag træk, der modbeviser tidligere troede hypoteser.

"Den største overraskelse kom, da man studerede strukturer tæt på munden, " sagde Ortega-Hernández. "Indtil nu, selve eksistensen af ​​en labrum i megacheirans, og dens position i forhold til munden, har været kilden til heftig debat. Hos levende leddyr betragtes labrum som et vigtigt træk ved hovedet på grund af dets præcise oprindelse under embryonal udvikling. 3D-dataene om Leanchoilia gjorde det muligt for os for første gang og med stor klarhed at vise, at dette dyr faktisk havde et labrum. Dette er en nyttig opdagelse, fordi forskere har diskuteret med hinanden, om en labrum var til stede eller ej i denne og andre nært beslægtede arter, hvilket har foranlediget meget forskellige fortolkninger af deres udvikling og tilhørsforhold."

Artiklen er den femte i rækken af ​​publikationer, der repræsenterer et igangværende samarbejde mellem forskergrupperne ledet af Ortega-Hernández og Liu. Denne undersøgelse sammen med andre i Aktuel biologi (v29:1, 2019), BMC Evolutionær Biologi (v19, 2019, og v20, 2020), og Geologisk Tidsskrift (27. marts, 2020) består af undersøgelsen, og studerer ofte igen, af exceptionelle leddyrfossiler fra det tidlige Cambrium (ca. 518 millioner år siden) ved hjælp af microCT til at afsløre exceptionelle detaljer om den bevarede anatomi, som er fuldstændig utilgængelige gennem konventionelle forberedelsesværktøjer.

"Med microCT kan vi skelne mellem de jernrige fossiler og den jernudtømte stenmatrix for at producere meget detaljerede og informative virtuelle modeller i 3-D, der afslører deres affiniteter, økologi og evolutionær betydning, " sagde Ortega-Hernández. "Selvom hver publikation er lidt anderledes og fortæller en særskilt historie for leddyrs tidlige udvikling, de følger alle det samme overordnede mål og struktur, og bruge lignende teknikker og metoder."

"Vi har flere igangværende projekter som en del af dette samarbejde, inklusiv mange nye og spændende arter, samt re-beskrivelser af nogle gamle favoritter, " sagde Ortega-Hernández. "Der er helt sikkert et par behagelige overraskelser, og vi forventer, at dette samarbejde vil fortsætte med at give morfologisk information af høj kvalitet i flere år, da vi kun er begyndt at ridse overfladen." Det igangværende projekt er delvist finansieret af Harvard China Fund.