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Scoperto un cuore di 380 milioni di anni fa, che getta nuova luce sull’evoluzione

Fossile di cuore di 380 milioni di anni fa

Il fossile di pesce Gogo dove i ricercatori hanno scoperto il cuore di 380 milioni di anni conservato in 3D. Nella foto al Museo WA. Credito fotografico: Yasmine Phillips, Curtin University

I paleontologi hanno scoperto un cuore di 380 milioni di anni – il più antico mai trovato – insieme a fegato, stomaco e intestino fossilizzati separati in un antico pesce dalla mascella, gettando nuova luce sull’evoluzione dei nostri corpi.

Nuovi importanti indizi evolutivi provengono dalla ricerca che ha scoperto che la posizione degli organi nel corpo degli artrodiri è simile all’anatomia moderna degli squali. Gli Arthrodir sono una classe estinta di pesci corazzati che fiorì durante il periodo Devoniano da 419,2 milioni di anni fa a 358,9 milioni di anni fa. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista il 15 settembre 2022 Scienza.

È stata una scoperta straordinaria considerando che i tessuti molli di specie antiche sono stati raramente preservati ed è stato ancora più raro trovare una conservazione in 3D, ha affermato il ricercatore capo John Curtin Distinguished Professor Kate Trinajstic della Curtin’s School of Molecular and Life Sciences e del Western Australian Museum.

Stomaco conservato di un fossile di pesce Gogo

Lo stomaco conservato di un fossile di gogo fish al microscopio. Nella foto al Museo WA. Credito fotografico: Yasmine Phillips, Curtin University

“Come paleontologo che ha studiato fossili per più di 20 anni, sono rimasto davvero stupito di trovare un cuore tridimensionale e ben conservato in un antenato di 380 milioni di anni”, ha affermato il professor Trinajstic.

“L’evoluzione è spesso considerata come una serie di piccoli passi, ma questi antichi fossili suggeriscono che ci sia stato un salto più ampio tra i vertebrati senza mascelle e quelli senza mascelle. Questi pesci hanno letteralmente il cuore in bocca e sotto le branchie, proprio come fanno gli squali oggi”.

Questa ricerca presenta – per la prima volta in assoluto – il modello 3D di un complesso cuore a forma di S in un artropode composto da due camere, con la camera più piccola situata in cima.

Animazione della posizione del cuore creata da Alice Clement.

Il professor Trinajstic ha detto che questi tratti erano avanzati in questi primi vertebrati. Ciò fornisce una finestra unica su come la regione della testa e del collo ha iniziato a cambiare per adattarsi alle mascelle, che era una fase critica nello sviluppo del nostro corpo.

Diorama di Gogo Fish

Diorama del pesce Gogo al WA Museum Boola Bardip. Credito fotografico: Professor Kate Trinajstic, Curtin University

“Per la prima volta possiamo vedere tutti gli organi insieme in un pesce primitivo con la mascella, e siamo rimasti particolarmente sorpresi di apprendere che non erano così diversi da noi”, ha detto il professor Trinajstic.

“Tuttavia, c’era una differenza cruciale: il fegato era grande e permetteva al pesce di rimanere galleggiante, proprio come gli squali di oggi. Alcuni dei pesci ossei odierni, come il pesce polmone e il bichire, hanno polmoni che si sono evoluti dalla vescica natatoria, ma è significativo che non abbiamo trovato prove di polmoni in nessuno dei pesci corazzati estinti che abbiamo studiato, suggerendo che si siano evoluti nei pesci ossei a una data successiva”.

I fossili sono stati raccolti dalla Formazione Gogo nella regione di Kimberley nell’Australia occidentale. In origine era una grande barriera corallina.

I ricercatori hanno utilizzato fasci di neutroni e raggi X di sincrotrone per scansionare i campioni ancora incorporati nelle concrezioni calcaree e hanno costruito immagini tridimensionali dei tessuti molli che contenevano in base alle diverse densità dei minerali depositati dai batteri e la matrice rocciosa circostante è diventata . Per raggiungere questo obiettivo, hanno chiesto l’aiuto di scienziati dell’Australian Nuclear Science and Technology Organization di Sydney e dell’European Synchrotron Radiation Facility in Francia.

Oltre ai precedenti ritrovamenti di muscoli ed embrioni, questa nuova scoperta di organi mineralizzati rende il Gogo arthrodire uno dei vertebrati staminali della fillossera meglio compresi e chiarisce una transizione evolutiva sul lignaggio verso i vertebrati con mandibole viventi, che includono mammiferi e umani.

La professoressa Kate Trinajstic ispeziona gli antichi fossili

Kate Trinajstic, professoressa alla Curtin University, ispeziona gli antichi fossili al WA Museum. Credito: Adelinah Razali, Università di Curtin

“Queste nuove scoperte di organi molli in questi antichi pesci sono davvero la materia dei sogni dei paleontologi, perché senza dubbio questi fossili sono i meglio conservati al mondo per questa epoca”, ha detto il coautore, il professor John Long di[{” attribute=””>Flinders University. “They show the value of the Gogo fossils for understanding the big steps in our distant evolution. Gogo has given us world firsts, from the origins of sex to the oldest vertebrate heart, and is now one of the most significant fossil sites in the world. It’s time the site was seriously considered for world heritage status.”

“What’s really exceptional about the Gogo fishes is that their soft tissues are preserved in three dimensions,” said co-author Professor Per Ahlberg, from Uppsala University. “ Most cases of soft-tissue preservation are found in flattened fossils, where the soft anatomy is little more than a stain on the rock. We are also very fortunate in that modern scanning techniques allow us to study these fragile soft tissues without destroying them. A couple of decades ago, the project would have been impossible.”

Reference: “Exceptional preservation of organs in Devonian placoderms from the Gogo lagerstätte” by Kate Trinajstic, John A. Long, Sophie Sanchez, Catherine A. Boisvert, Daniel Snitting, Paul Tafforeau, Vincent Dupret, Alice M. Clement, Peter D. Currie, Brett Roelofs, Joseph J. Bevitt, Michael S. Y. Lee and Per E. Ahlberg, 15 September 2022, Science.
DOI: 10.1126/science.abf3289

The Curtin-led research was a collaboration with Flinders University, the Western Australian Museum, the European Synchrotron Radiation Facility in France, the Australian Centre for Neutron Scattering at Australia’s Nuclear Science and Technology Organisation, Uppsala University, Monash University’s Australian Regenerative Medicine Institute and the South Australian Museum.

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