Crédito:Heming Zhang, proporcionado por el autor
Algunos de los descubrimientos de fósiles más importantes del mundo provienen de China. Estos incluyen asombrosos dinosaurios emplumados, los primeros mamíferos modernos y algunos de los animales más antiguos conocidos en la Tierra.
Hoy, cuatro nuevos artículos publicados en Nature Continúe con esta tradición al revelar los peces con mandíbulas bien conservados más antiguos del mundo, que datan de hace entre 436 millones y 439 millones de años hasta el comienzo del período Silúrico.
Todos los descubrimientos de fósiles provienen de nuevos sitios de fósiles en las provincias de Guizhou y Chongqing en China. El sitio de Chongqing se encontró en 2019, cuando tres jóvenes paleontólogos chinos estaban jugando a pelear, y uno fue pateado con kung-fu hacia el afloramiento. Las rocas cayeron, revelando un fósil espectacular en el interior.
Los equipos de investigación detrás de los artículos están dirigidos por Zhu Min del Instituto de Paleontología y Paleoantropología de Vertebrados en Beijing. Min me dijo:"El descubrimiento del lagerstatte de Chongqing (un "lagerstatte" es un sitio fósil de conservación excepcional) es de hecho un milagro increíble de la búsqueda de fósiles. De repente nos dimos cuenta de que habíamos encontrado un lagerstatte asombroso. Ahora estamos cerca de el núcleo de desenredar el árbol de peces de los primeros vertebrados con mandíbula".
¿Qué tipo de peces eran?
La mayoría de los peces de hoy se dividen en dos grupos principales:
Los orígenes de estos grupos de peces vivos ahora son mucho más claros debido a los nuevos hallazgos de los peces completos más antiguos de China.
Estos eran peces parecidos a tiburones. Algunos eran placodermos, una clase extinta de peces acorazados que tenían placas óseas que formaban un escudo sólido alrededor de la cabeza y el tronco.
Otros eran tipos ancestrales de tiburones llamados acanthodians. Estas son formas extintas de "tiburones de tallo" que evolucionaron como una rama separada, o tallo, de la línea evolutiva que condujo a los tiburones modernos.
Los placodermos son los primeros vertebrados con mandíbula conocidos. Investigarlos es importante ya que ayudan a revelar los orígenes de muchas partes del cuerpo humano (incluidos nuestros corazones y rostros).
El diminuto Xuishanosteus es el pez placodermo más antiguo que se conoce. Muestra características típicas de formas posteriores del período Devónico. Crédito:Heming Zhang
Un pequeño placodermo aplanado llamado Xiushanosteus , de unos tres centímetros de largo, es el pez más común encontrado en el nuevo sitio de Chongqing.
Su cráneo muestra huesos emparejados que reflejan los que están encima de nuestras propias cabezas. Los huesos frontales y parietales tienen su origen en estos peces. Zhu You-an, quien dirigió el estudio sobre estos peces, me dijo:"Todas las cosas siguen siendo como sueños. Hoy estamos observando peces del Silúrico temprano completos, ¡11 millones de años antes que los hallazgos más antiguos anteriores! Estos son los dos más antiguos. emocionante, así como los fósiles más desafiantes en los que he tenido el privilegio de trabajar!"
Los tiburones y dientes más antiguos del mundo
Los nuevos artículos también describen el pez parecido a un tiburón completo más antiguo, llamado Shenacanthus. . Tiene una forma de cuerpo similar a la de otros acanthodians prehistóricos (o tiburones de tallo), pero difiere en que tiene placas gruesas que forman una armadura a su alrededor, como se ve en los placodermos.
El hecho de que Shenacanthus comparta las características tanto de los acanthodianos como de los placodermos sugiere que estos dos grupos evolucionaron a partir de un tronco ancestral similar. Dicho esto, Shenacanthus conserva las espinas típicas de las aletas de tiburón, por lo que no se considera un placodermo, sino un condrictio (el grupo que incluye a los tiburones cartilaginosos de hoy).
Shenacanthus se muestra restaurado aquí. Es el pez condrictio más antiguo conocido por algo más que escamas. Crédito:Heming Zhang
La investigación también revela los dientes más antiguos conocidos de cualquier vertebrado, al menos 14 millones de años más antiguos que cualquier hallazgo anterior. Viniendo de un condrictio fósil llamado Qianodus, los dientes están dispuestos en filas enrolladas llamadas "verticilos". Tales verticilos de dientes son comunes en la unión de las mandíbulas en muchos tiburones antiguos y algunos peces óseos primitivos como Onychodus.
Los investigadores también encontraron otro tiburón de tallo temprano llamado Fangjinshania en el nuevo sitio en Giuzhou. More than 300 kilograms of rock were collected and dissolved in weak acetic acid to free thousands of microscopic bits of bone and teeth.
Fangjinshania resembles a stem shark called Climatius known to have lived about 30 million years later in Europe and North America. Fangjinshania lived as far back as 436 million years ago, which tells us the fossil record of such sharks is much older than we previously thought.
Both Fangjinshania and Qianodus were about 10cm–15cm long, making them many times larger than the placoderms and the Shenacanthus. They would have been the top predators in their ancient ecosystem, and the world's first predators armed with sharp teeth.
Plamen Andreev, the lead author on two of the new papers, told me:"These new finds give support to the idea that older fossil shark-like scales found in the Ordovician period could now really be called sharks."
A reconstruction of Qianodus (left), an early fossil chondrichthyan that shows the oldest evidence of teeth in any vertebrate. Credit:Heming Zhang (artwork) / Plamen Andreev (CT image).
From fins to limbs
Another interesting discovery from these fossils concerns how paired limbs in vertebrates first evolved. A new jaw-less fish called Tujiiaspis now shows the primitive condition of paired fins before they separated into pectoral and pelvic fins—the forerunner to arms and legs.
Pectoral fins were thought to have evolved in jawless fishes called osteostracans, then pelvic fins later in placoderms. But the new Tujiiaspis fossil suggests both sets of fins could have evolved at the same time from fin folds that run along the body and end at the tail fin.
Fanjingshania provides evidence all jawed vertebrates probably underwent a great evolutionary ‘radiation’ (major diversification) in the Ordovician period, more than 450 million years ago. Credit:Heming Zhang
When was the first radiation of the jawed fishes?
Finally, all these discoveries reveal that the first great major "radiation" of the jawed vertebrate (which refers to an explosion in diversity) took place much earlier than anyone imagined. Ivan Sansom from the University of Birmingham was a coauthor on one of the papers. As Sansom notes:"We've had hints of older material previously, but the appearance of clearly defined remains from jawed vertebrates so close to the base of the Silurian suggests jawed and jaw-less fish coexisted for longer than previously thought. There is now evidence for an earlier radiation of sharks and other jawed fish in the Ordovician period."
Tujiaaspis fossil (left) and drawing showing its main features. Note the heavy rows of scales that define the lateral ‘fin fold’ area along the body, right down to the tail. Zhikun Gai et al.
The four papers have shaken up the evolutionary tree, and new diagrams are showing revised hypotheses of the relationships between living fishes. Zhu Min informed me it will take many years to complete the studies on the new fossils, with several new species not yet having been described in the papers.
We'll have to wait patiently for the next exciting discoveries to be announced from these extraordinary fossil sites.
Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original. Dawn of fishes:Early Silurian jawed vertebrates revealed head to tail
