مخلوق مائي غريب قد يكون أقدم قريب معروف لجميع الفقاريات

يبدو أن مخلوقا غريبا انجرف في محيطات الأرض منذ أكثر من نصف مليار سنة هو أقرب أقارب الفقاريات المكتشفة حتى الآن.

ويطلق عليها اسم yunnanozoans، ويعود تاريخها إلى أوائل العصر الكمبري منذ حوالي 518 مليون سنة. واكتشف علماء الحفريات أن السمات الغضروفية الموجودة في بقاياها الأحفورية يمكن مقارنتها بالفقاريات الحديثة.

ويشير هذا إلى أن الحيوانات هي فقاريات جذعية، وهي مجموعة شقيقة منقرضة للمجموعة التي تنحدر منها الفقاريات الحديثة.

وكتب الفريق بقيادة تشينغيي تيان، من جامعة نانجينغ والأكاديمية الصينية للعلوم في الصين: “الأقواس البلعومية هي ابتكار رئيسي ساهم على الأرجح في تطور فكي ودماغ الفقاريات. وقد يحتوي الهيكل العظمي البلعومي للحيوانات الكمبرية المثيرة للجدل والمسمى yunnanozoans على أقدم دليل أحفوري يقيد التطور المبكر للأقواس، ومع ذلك لا يزال ارتباطه مع الفقاريات محل خلاف. ومن خلال فحص عينات إضافية في تقنيات غير مستكشفة سابقا وجدنا دليلا على أن أقواس yunnanozoan الخيشومية تتكون من غضروف خلوي مع مصفوفة خارج الخلية تهيمن عليها الألياف الدقيقة، وهي ميزة تعتبر حتى الآن خاصة بالفقاريات”.

وكان تتبع تطور الفقاريات إلى بداياتها الغامضة مهمة صعبة للعلماء. وعلى مدى مئات الملايين من السنين، تتآكل وتتحلل آثار الحياة؛ يمكن ترك الحفريات، إذا كانت الظروف مناسبة، ولكن غالبا ما يكون من الصعب للغاية تفسيرها، خاصة بالنسبة للأحافير القديمة والغريبة جدا.

كما أن Yunnanozoans قديمة جدا، وغريبة جدا. ولعقود من الزمان، ظل العلماء في حيرة بشأن المكان الذي يناسب هذا المخلوق في شجرة الحياة، بناء على الدراسات والتفسيرات المتنافسة للحفريات القديمة المستخرجة من شاليس Maotianshan في الصين.

وعلى أمل توضيح المشكلة، شرع تيان وزملاؤه في دراسة 127 من أحافير Yunnanozoans التي تم جمعها حديثا.
وخضعت هذه الحفريات لمجموعة من التقنيات التي لم يتم تطبيقها على yunnanozoans من قبل، بما في ذلك التصوير المجهري بالأشعة السينية، والمسح المجهري الإلكتروني والإرسال، وقياس طيف رامان، ورسم خرائط لعنصر الطيف المشتت للطاقة.

وكشفت نتائجهم عن تفاصيل غير معروفة من قبل حول تشريح yunnanozoans.

ويأتي القوس البلعومي عبارة عن هيكل يمكن العثور عليه أثناء التطور الجنيني للكائنات الفقارية، وهو مقدمة لعدد من الأجزاء المختلفة من الوجه والفك، اعتمادا على الكائن الحي.

وتُعرف هذه الأقواس في الأسماك باسم الأقواس الخيشومية، وهي توفر الدعم للخياشيم. ويعتقد العلماء أن القوس البلعومي في أسلاف الفقاريات نشأ من قضيب غضروفي غير متصل.

وتم تحديد سبعة أزواج من الأقواس الخيشومية المتناظرة ثنائية الجانب سابقا في yunnanozoans. وألقى تيان وزملاؤه نظرة فاحصة على الهياكل المجهرية لهذه القضبان، وطريقة ترتيبها في الجسم.

ووجدوا أن الأزواج السبعة من الأقواس في الحفريات متشابهة مع بعضها البعض، وأنها متصلة ببعضها البعض بواسطة قضبان أفقية ظهرية وبطنية، وتشكل بنية تشبه السلة.

ووجدوا أيضا أن الأقواس الخيشومية تتكون من غضروف داخل مصفوفة ألياف دقيقة معبأة بكثافة. ووجدوا أن هذه الألياف الدقيقة تشبه الألياف الدقيقة الموجودة في النسيج الضام للفقاريات. إنه مزيج من الميزات الموجودة على نطاق واسع في الفقاريات الحديثة: الغضروف في مصفوفة الألياف الدقيقة، والأقواس الخيشومية، ووجود قضبان أفقية في نهايات الأقواس الخيشومية.

وبالإضافة إلى ذلك، يمكن العثور على هيكل يشبه السلة للهيكل العظمي البلعومي في بعض الأسماك الحديثة الخالية من الفك.

وقال تيان: “يوجد نوعان من الهياكل العظمية البلعومية – النوعان الشبيهان بالسلة والمعزولة – في الكمبري والفقاريات الحية. وهذا يعني أن شكل الهياكل العظمية البلعومية له تاريخ تطوري مبكر أكثر تعقيدا مما كان يعتقد سابقا”.

وكتب عالم الأحياء القديمة تيتسوتو مياشيتا، من المتحف الكندي للطبيعة في منظور علمي ذي صلة: “على الرغم من أن علماء الأحياء التطورية كانوا منشغلين بمطاردة السلف الأسطوري الذي يشرح كل شيء عن مخطط جسم الفقاريات، فربما يكون العكس هو نهج معقول. وبعبارة أخرى، يمكن فهم الرحلة المتعرجة نحو الفقاريات الحديثة بشكل أفضل من خلال ملء شجرة العائلة بأشكال تشريحية متباينة ومتقطعة، مسترشدة بالاستدلال الوراثي بدلا من النظرية”.