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3.8亿年前心脏的发现为我们身体的进化提供了新的线索

研究人员在一条古老的有颚鱼身上发现了一颗有3.8亿年历史的心脏——这是迄今为止发现的最古老的心脏——以及一个单独的胃、肠和肝脏化石,这为我们自己身体的进化提供了新的线索。

今天发表在《科学》杂志上的这项新研究发现,关节动物体内器官的位置——一种已灭绝的甲鱼类,在4.192亿年前至3.589亿年前的泥盆纪时期繁盛起来——与现代鲨鱼相似解剖学,提供了重要的新进化线索。

来自科廷分子与生命科学学院和西澳大利亚博物馆的首席研究员约翰科廷特聘教授凯特特里纳斯蒂克说,鉴于古代物种的软组织很少被保存下来,而且发现3D保存的情况更加罕见,这一发现非常了不起。

“作为一名研究化石20多年的古生物学家,我真的很惊讶在一个3.8亿年前的祖先身上发现了一个3D且保存完好的心脏,”Trinajstic教授说。

“进化通常被认为是一系列小步骤,但这些古老的化石表明,无颌脊椎动物和有颌脊椎动物之间存在更大的飞跃。这些鱼的心脏在嘴里和鳃下——就像今天的鲨鱼一样。”

这项研究首次展示了关节内复杂s形心脏的3D模型,该关节由两个腔室组成,较小的腔室位于顶部。

Trinajstic教授说,这些特征在早期脊椎动物中是先进的,为了解头部和颈部区域如何开始变化以适应下颌提供了一个独特的窗口,这是我们自己身体进化的关键阶段。

我们第一次可以看到一条原始有颚鱼的所有器官,当得知它们与我们没有太大区别时,我们感到特别惊讶。

然而,有一个关键的区别——肝脏很大,可以让鱼保持浮力,就像今天的鲨鱼一样。今天的一些硬骨鱼,如肺鱼和桦木鱼,其肺是从鱼鳔进化而来的,但重要的是,我们在我们检查的任何已灭绝的甲鱼中都没有发现肺的证据,这表明它们在硬骨鱼中独立进化的时间很长。以后的日子。”

在悉尼的澳大利亚核科学技术组织和法国的欧洲同步加速器辐射设施的科学家的帮助下,研究人员使用中子束和同步加速器X射线扫描仍然嵌入石灰岩结核中的标本,并构建了三维根据细菌和周围岩石基质沉积的矿物质的不同密度,它们内部的软组织图像。

除了先前发现的肌肉和胚胎外,这一矿化器官的新发现使Gogoarthrodires成为所有有颌干脊椎动物中最充分了解的,并阐明了向包括哺乳动物和人类在内的活有颌脊椎动物的进化过渡。

来自弗林德斯大学的合著者约翰·朗教授说:“这些古代鱼类软器官的新发现确实是古生物学家梦寐以求的东西,因为毫无疑问,这些化石是这个时代世界上保存最完好的化石。他们展示Gogo化石对于了解我们遥远进化的重大步骤的价值。Gogo为我们带来了世界第一,从性起源到最古老的脊椎动物心脏,现在是世界上最重要的化石遗址之一。是该遗址被认真考虑获得世界遗产地位的时候。”

来自乌普萨拉大学的合著者PerAhlberg教授说:“Gogo鱼的真正特殊之处在于它们的软组织在三个维度上都保存了下来。大多数软组织保存的案例是在扁平的化石中发现的,那里的软解剖结构是只不过是岩石上的一个污点。我们也很幸运,现代扫描技术使我们能够研究这些脆弱的软组织而不会破坏它们。几十年前,这个项目是不可能的。”

科廷领导的研究是与弗林德斯大学、西澳大利亚博物馆、法国欧洲同步加速器辐射设施、澳大利亚核科学技术组织的核反应堆、乌普萨拉大学、莫纳什大学澳大利亚再生医学研究所和南澳大利亚博物馆的合作。

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