Et kung-fu-kick førte forskere til verdens ældste komplette fiskefossiler. Her er, hvad de fandt

Nogle af verdens mest betydningsfulde fossilfund er kommet fra Kina. Disse omfatter fantastiske fjerbeklædte dinosaurer, de tidligste moderne pattedyr og nogle af de ældste kendte dyr på Jorden.

I dag er fire nye artikler udgivet i Nature videreføre denne tradition ved at afsløre verdens ældste velbevarede kæbefisk, der dateres mellem 436 millioner og 439 millioner år siden til starten af ​​den siluriske periode.

De fossile opdagelser kommer alle fra nye fossile steder i Guizhou- og Chongqing-provinserne i Kina. Chongqing-stedet blev fundet i 2019, da tre unge kinesiske palæontologer legede og kæmpede, og en blev kung-fu sparket ind i fremspringet. Sten væltede ned og afslørede et spektakulært fossil indeni.

Forskerholdene bag artiklerne ledes af Zhu Min fra Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology i Beijing. Min fortalte mig:"Opdagelsen af ​​Chongqing lagerstatte (en "lagerstatte" er et fossilt sted med enestående bevaring) er i sandhed et utroligt mirakel af fossiljagt. Pludselig indså vi, at vi har fundet en kæbefaldende lagerstatte. Vi er nu tæt på kernen i at løse det fiskeagtige træ af tidlige kæbede hvirveldyr."

Hvilke slags fisk var det?

De fleste fisk i dag falder i to hovedgrupper:

• chondrichthyans (som omfatter hajer, rokker og kimærer) har bruskskeletter
• osteichthyans (benfisk som f.eks. ørred) har knogler, der danner skelettet.

Oprindelsen af ​​disse levende fiskegrupper er nu meget klarere på grund af de nye fund af de ældste komplette fisk fra Kina.

Det var hajlignende fisk. Nogle var placodermer, en uddød klasse af pansrede fisk, der havde benplader, der dannede et solidt skjold omkring hovedet og snablen.

Andre var forfædres slags hajer kaldet acanthodians. Disse er uddøde former for "stammehajer", der udviklede sig som en separat gren - eller stilk - af den evolutionære linje, der førte til moderne hajer.

Placoderms er de tidligst kendte kæbede hvirveldyr. Det er vigtigt at undersøge dem, da de hjælper med at afsløre oprindelsen af ​​mange dele af den menneskelige krop (inklusive vores hjerter og ansigter).

En lille fladtrykt placoderm kaldet Xiushanosteus , omkring tre centimeter lang, er den mest almindelige fisk, der findes på det nye Chongqing-sted.

Dens kranium viser parrede knogler, som afspejler dem oven på vores eget hoved. Frontale og parietale knogler har deres oprindelse i disse fisk. Zhu You-an, der ledede undersøgelsen af ​​disse fisk, fortalte mig:"Alle ting er stadig som drømme. I dag stirrer vi på komplette tidlige siluriske fisk, 11 millioner år tidligere end de tidligere ældste fund! Disse er begge de mest spændende, såvel som de mest udfordrende fossiler, jeg har haft det privilegium at arbejde på!"

Verdens ældste hajer og tænder

De nye papirer beskriver også den ældste komplette hajlignende fisk, kaldet Shenacanthus . Den har en kropsform, der ligner andre forhistoriske akantodianere (eller stængelhajer) - men adskiller sig ved at have tykke plader, der danner panser omkring sig, som det ses i placodermer.

Det faktum, at Shenacanthus deler træk fra både akantodianere og placodermer, antyder, at disse to grupper udviklede sig fra lignende forfædres stam. Når det er sagt, bevarer Shenacanthus typiske haj-lignende finnepigge, så det betragtes ikke som en placoderm, men en chondrichthyan (gruppen inklusive nutidens bruskhajer).

Forskningen afslører også de ældste kendte tænder fra ethvert hvirveldyr - mindst 14 millioner år ældre end nogen tidligere fund. Kommer fra en fossil chondrichthyan ved navn Qianodus, er tænderne arrangeret som oprullede rækker kaldet "hvirvler". Sådanne tandhvirvler er almindelige ved krydset mellem kæberne hos mange gamle hajer og nogle tidlige benfisk som Onychodus.

Forskerne fandt også en anden tidlig stammehaj kaldet Fangjinshania på det nye sted i Giuzhou. Mere end 300 kg sten blev opsamlet og opløst i svag eddikesyre for at frigøre tusindvis af mikroskopiske stumper af knogler og tænder.

Fangjinshania ligner en stammehaj kaldet Climatius, der vides at have levet omkring 30 millioner år senere i Europa og Nordamerika. Fangjinshania levede så langt tilbage som for 436 millioner år siden, hvilket fortæller os, at fossiloptegnelsen for sådanne hajer er meget ældre, end vi tidligere troede.

Både Fangjinshania og Qianodus var omkring 10 cm-15 cm lange, hvilket gjorde dem mange gange større end placodermerne og Shenacanthus. De ville have været de bedste rovdyr i deres gamle økosystem, og verdens første rovdyr bevæbnet med skarpe tænder.

Plamen Andreev, hovedforfatteren på to af de nye aviser, fortalte mig:"Disse nye fund giver støtte til ideen om, at ældre fossile hajlignende skæl fundet i den ordoviciske periode nu virkelig kunne kaldes hajer."

Fra finner til lemmer

En anden interessant opdagelse fra disse fossiler vedrører, hvordan parrede lemmer hos hvirveldyr først udviklede sig. En ny kæbeløs fisk kaldet Tujiiaspis viser nu den primitive tilstand af parrede finner, før de adskilles i bryst- og bækkenfinner - forløberen til arme og ben.

Brystfinner mentes at have udviklet sig i kæbeløse fisk kaldet osteostracans, derefter bækkenfinner senere i placoderms. Men det nye Tujiiaspis-fossil antyder, at begge sæt finner kunne have udviklet sig på samme tid fra finnefolder, der løber langs kroppen og ender ved halefinnen.

Hvornår var den første udstråling af kæbefiskene?

Endelig afslører alle disse opdagelser, at den første store "stråling" af det kæbede hvirveldyr (som refererer til en eksplosion i mangfoldighed) fandt sted meget tidligere, end nogen havde forestillet sig. Ivan Sansom fra University of Birmingham var medforfatter på et af papirerne. Som Sansom bemærker:"Vi har tidligere haft antydninger af ældre materiale, men udseendet af klart definerede rester fra kæbede hvirveldyr så tæt på bunden af ​​Silurian tyder på, at kæbede og kæbeløse fisk har eksisteret sammen i længere tid end tidligere antaget. Der er nu bevis for en tidligere stråling af hajer og andre kæbefisk i den ordoviciske periode."

De fire papirer har rystet det evolutionære træ, og nye diagrammer viser reviderede hypoteser om forholdet mellem levende fisk. Zhu Min fortalte mig, at det vil tage mange år at færdiggøre undersøgelserne af de nye fossiler, hvor adskillige nye arter endnu ikke er blevet beskrevet i avisen.

Vi bliver nødt til at vente tålmodigt på, at de næste spændende opdagelser bliver annonceret fra disse ekstraordinære fossile steder. + Udforsk yderligere

Fiskenes morgen:Tidlige silurkæbede hvirveldyr afslørede hoved til hale

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.