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Un fossile cinese di 419 milioni di anni mostra l’orecchio medio umano che si è evoluto dalle branchie dei pesci

Scatola cranica Shuyu 3D

La testa 3D di Shuyu. Credito: IVPP

L’orecchio medio umano, che ospita tre minuscole ossa vibranti, è la chiave per trasportare le vibrazioni sonore nell’orecchio interno, dove diventano impulsi nervosi che ci consentono di ascoltare.

Prove embrionali e fossili mostrano che l’orecchio medio umano si è evoluto dallo spiracolo del pesce. Tuttavia, l’origine dello spiracolo dei vertebrati è stata a lungo un mistero irrisolto nell’evoluzione dei vertebrati.

“Questi fossili hanno fornito la prima prova anatomica e fossile di uno spiracolo di vertebrati derivato dalle branchie di pesce”. Prof. GAI Zhikun

circa 20th Nel 19° secolo, i ricercatori che presumevano che i primi vertebrati avrebbero dovuto avere una branchia a spirale completa ne cercarono una tra la mascella inferiore e l’arco ioide dei primi vertebrati. Tuttavia, nonostante le ricerche approfondite durate più di un secolo, nessuno è stato trovato nei fossili di vertebrati.

Ora gli scienziati dell’Istituto di paleontologia e paleoantropologia dei vertebrati (IVPP) dell’Accademia cinese delle scienze e i loro collaboratori hanno trovato indizi per questo enigma nei fossili di galeaspidi corazzati in Cina.

I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista Frontiere in ecologia ed evoluzione il 19 maggio 2022.

Secondo il Prof. GAI Zhikun dell’IVPP, primo autore dello studio, i ricercatori dell’istituto hanno successivamente trovato un bambino di 438 milioni di anni negli ultimi 20 anni shuyu Fossile di scatola cranica 3D e il primo fossile di galeaspid di 419 milioni di anni completamente conservato con filamenti branchiali nella prima camera branchiale. I fossili sono stati trovati rispettivamente a Changxing, nella provincia di Zhejiang e a Qujing, nella provincia dello Yunnan.

Ricostruzione virtuale 3D di Shuyu

Ricostruzione virtuale 3D di Shuyu. Credito: IVPP

“Questi fossili hanno fornito la prima prova anatomica e fossile di uno spiracolo di vertebrati derivato dalle branchie dei pesci”, ha detto GAI.

Un totale di sette endocast virtuali del shuyu le scatole craniche sono state successivamente ricostruite. Quasi tutti i dettagli dell’anatomia del cranio da shuyu sono stati rivelati nel suo cranio delle dimensioni di un’unghia, comprese cinque divisioni cerebrali, organi sensoriali e nervi cranici e passaggi dei vasi sanguigni nel cranio.

“Molte importanti strutture umane possono essere fatte risalire ai nostri antenati pesci, come i nostri denti, mascelle, orecchie medie, ecc. Il compito principale dei paleontologi è trovare gli importanti anelli mancanti nella catena evolutiva dai pesci all’uomo. shuyu era considerato importante quanto un anello mancante chiave Archeopterige, Ittiostega e tiktalikha detto ZHU Min, accademico dell’Accademia cinese delle scienze.

Fossile di galeaspid di 419 milioni di anni completamente conservato con filamenti branchiali

Il primo fossile di galeaspid di 419 milioni di anni, completo di filamenti branchiali nella prima camera branchiale. Credito: IVPP

Lo spiracolo è un piccolo foro dietro ogni occhio che si apre alla bocca in alcuni pesci. Negli squali e in tutte le razze, lo spiracolo è responsabile di portare l’acqua in bocca prima di espellerla dalle branchie. Lo spiracolo si trova spesso verso la parte superiore dell’animale, consentendo la respirazione anche quando l’animale è per lo più sepolto sotto i sedimenti.

In quale Polittero, il pesce osseo vivente più primitivo, gli spiracoli sono usati per respirare l’aria. Tuttavia, le spirali dei pesci sono state infine sostituite nella maggior parte delle specie non ittiche poiché si sono evolute per respirare attraverso il naso e la bocca. la mattina[{” attribute=””>tetrapods, the spiracle seems to have developed first into the Otic notch. Like the spiracle, it was used in respiration and was incapable of sensing sound. Later the spiracle evolved into the ear of modern tetrapods, eventually becoming the hearing canal used for transmitting sound to the brain via tiny inner ear bones. This function has remained throughout the evolution to humans.

“Our finding bridges the entire history of the spiracular slit, bringing together recent discoveries from the gill pouches of fossil jawless vertebrates, via the spiracles of the earliest jawed vertebrates, to the middle ears of the first tetrapods, which tells this extraordinary evolutionary story,” said Prof. Per E. Ahlberg from Uppsala University and academician of the Royal Swedish Academy of Sciences.

Reference: “The Evolution of the Spiracular Region From Jawless Fishes to Tetrapods” by Zhikun Gai, Min Zhu, Per E. Ahlberg and Philip C. J. Donoghue, 19 May 2022, Frontiers in Ecology and Evolution.
DOI: 10.3389/fevo.2022.887172

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