7 Minutės
Išskirtinai gerai išsaugota fosilija iš Viskonsino stipriai atitolino siurbėlės (angl. leech) kilmę iki Paleozojaus amžiaus ir paneigė ilgai gyvavusias prielaidas apie jų ankstyvąją ekologiją. Vietoje to, kad pirmtakai būtų atsiradę kaip kraują siurbiančios parazitinės formos sausumoje ar gėluose vandenyse, ankstyviausi hirudinidų grupės atstovai, tikėtina, buvo jūrų medžiotojai, mityboje naudojęsi minkštavaisiais bestuburiais ar jų audinių skysčiais.
Fosilinė siurbėlė palyginta su šiandienine siurbėle. Dvigubi rodyklės žymi didelį uodeginį siurbtuką, naudojamą prisitvirtinimui, viengubos rodyklės nurodo kūno annuliaciją (segmentaciją).
Netikėtumas iš Waukesha biotos
Rasta iš išskirtinės Waukesha biotos Viskonsine, ši fosilija datuojama maždaug 430 milijonų metų senumo, t. y. Ordoviko–Siluro ribos laikotarpiu. Toks amžius bent 200 milijonų metų yra ankstesnis už ankstesnes hipotezes dėl hirudinidų kilmės. Waukesha lagerstätten yra nuosėdų sankaupa, žinoma dėl retų minkštavaisio faunos išsaugojimo sąlygų – ten susiformuoja fosilijos iš organizmų be kaulų, kriauklių ar kietųjų išorinių dangalų, todėl šios vietovės leidžia atsekti anatomijas, kurios kitu atveju liktų nematomos evoliucijos įrašuose.
Pati fosilija išsaugojo lašelio formos, segmentuotą (annuliuotą) kūną ir ryškią uodegos dalį su dideliu caudal (uodeginiu) siurbtuku. Toks bruožų derinys yra diagnostinis siurbėlėms, ir tai leido tyrėjų komandai priskirti radinį platesnei siurbėlinių (Hirudinida) grupei, nepaisant to, kad trūko kietųjų anatominių elementų.
Anatominiai ir gyvenimo būdo užuominos
Esminis pastebėjimas — ši senovinė siurbėlė neturi priekinio (anterior) siurbtuko, kuriuo šiuolaikinės hematofaginės (kraują siurbiančios) siurbėlės prisitvirtina ir perveria odą. Priekinio siurbtuko nebuvimas kartu su fosilijos radimais jūriniame kontekste leidžia manyti, kad šio organizmo elgsena ir ekologinė niša skyrėsi nuo to, ką visuomenė dažnai įsivaizduoja kaip tipišką parazitinę siurbėlių formą.
Šiuolaikinės siurbėlės demonstruoja plačią mitybos strategijų įvairovę: kai kurios yra aktyvios medžiotojos, nuryjančios mažas aukas visumoje; kitos yra skavengai, o dalis rūšių maitintis žinduolių ir kitų stuburinių krauju. Kraują siurbiančios strategijos reikalauja sudėtingų biocheminių ir anatominių adaptacijų — antikoaguliantų seilių liaukų, specializuotų burnos struktūrų (pjaunančių arba dantytų organų) ir virškinimo sistemos modifikacijų, skirtų kruvino maisto apdorojimui. Naujojoje fosilijoje trūksta akivaizdžių tokių inovacijų struktūrų, todėl labiau tikėtina, jog ankstyvosios siurbėlės maitinosi minkštavaisiais bestuburiais (pvz., polichetais, mažais moliuskais ar kitais jūrų bestuburiais) arba siurbė iš jų kūno skysčius, o ne buvo specializuotos kraujasiurbės dideliems stuburiniams.
Be to, segmentuotų kūno annuliacijų ir stipraus uodeginio siurbtuko kombinacija rodo, kad šie organizmai galėjo naudoti suvoktus sėdėjimo ir medžioklės mechanizmus: prisitvirtinimas prie substrato ar aukos, o tada panaudojant kūno raumenų bangas perimti aukos audinius arba įsisavinti minkštųjų audinių sultis. Tokios ekologinės elgsenos modeliai sutampa su tuo, ką matome kai kuriuose moderniuose jūriniuose siurbėlinių giminaičiuose, kurie nėra kraujasiurbiai raidės prasme.
Kodėl ši fosilija svarbi evoliucinių laiko skalėms
Iki šio atradimo molekuliniai skaičiavimai ir fosilinių duomenų apžvalgos dažniausiai perkėlė siurbėlių kilmę į Mezozojų laikotarpį — maždaug prieš 150–200 milijonų metų. Naujas kūno fosilijos radinys, datuojamas Ordoviko–Siluro riba (~430 mln. metų), reikšmingai atitolina šios eilės atsiradimą į gilųjį Paleozojų ir rodo, kad hirudinidų evoliucija vyko kur kas anksčiau ir buvo kompleksiškesnė nei manyta anksčiau.
Tokia korekcija evoliucinėje kronologijoje turi tolimesnių pasekmių: jei siurbėlių linija egzistavo jau Ordovike–Silure, tuomet jos filogenetinė istorija apima ilgesnį laikotarpį, kuriame įvyko daugybė ekologiškai reikšmingų persėdimų — nuo jūrinių ekosistemų į gėluosius vandenis ir sausumą. Šios migracijos ir adaptacijos galėjo skatinti nepriklausomų parazitizmo ar kraujasiurbystės įgimčių vystymąsi skirtingose pogrupėse per ilgą laiką.
Reikšminga tai, kad minkštavaisiai gyvūnai retenybė fosiliniame registre; tokios išskirtinės fosilijos turi didelę įtaką rekonstrukcijai, nes jos užpildo spragas, kurių molekulinės laikrodžių analizės negali vienos pašalinti. Waukesha radinys ne tik perkelia hirudinidų kilmę toliau į praeitį, bet ir išplėčia mūsų supratimą apie ankstyvųjų segmentuotųjų vaidmenis senovinėse jūrų maisto grandinėse.
Kaip tyrėjai identifikavo radinį
Fosilija buvo atrasta platesnio Waukesha tyrimo metu, kurį vykdė kelių institucijų komandos, įskaitant mokslininkus iš Ohio State University. Iš pradžių radinio reikšmė nebuvo akivaizdi — tik vėlesnės peržiūros metu, kai paleontologai ėmė ieškoti specialistų patvirtinimo, buvo atkreiptas dėmesys į unikalią caudal siurbtuko ir segmentuoto kūno kombinaciją.
Bendradarbiavimas buvo lemiamas. Tyrėjai iš University of California, Riverside, University of Toronto, University of São Paulo ir Ohio State University prisidėjo prie formalios aprašo publikacijos žurnale PeerJ. Vyriausioji autorė Danielle de Carle ir kolegos palygino fosilijos morfologiją su gyvenančiomis siurbėlėmis bei artimais annelidais, išvaduodami išvadą, kad segmentacija kartu su aiškiu užpakaliniu siurbtuku yra diagnostinis požymis, būdingas siurbėlėms ir retai arba praktiškai niekada neiškrypsta kartu kituose panašaus tipo žarnuoliuose.
Metodologija apėmė mikroskopinius vaizdus, išsamią morfologinę palyginamąją analizę ir filogenetines diskusijas, kuriose integruoti tiek fosiliniai požymiai, tiek gyvų rūšių morfologija. Tyrime taip pat aptartos alternatyvios interpretacijos — pavyzdžiui, kad segmentuotas kūnas ir siurbtukas galėjo priklausyti kitai difuzinei kirminų grupei — tačiau komanda nurodė, kad būtent bruožų derinys ir proporcijos labiausiai atitinka hirudinidų apibūdinimą.
Mokslinis kontekstas ir pasekmės
Šis radinys daro daugiau nei tik priduria senovinį laikmačių tašką prie filogenetinės medžio šakos: jis keičia hipotezes apie tai, kaip evoliucijos procese susiformavo kraują siurbiančios elgsenos. Jei protėviai iš tikrųjų buvo jūrų medžiotojai, parazitizmas ir kraujasiurbystė turėjo išsivystyti vėliau, nepriklausomai ir galbūt kelis kartus skirtinguose grupės filialuose, kai siurbėlės kolonizavo naujas buveines — gėlus vandenis ir sausumą.
Toks modelis atitinka platesnius evoliucinius principus, pagal kuriuos sudėtingos elgsenos ir fiziologinės adaptacijos (pvz., antikoaguliantų gamyba ar specializuotos burnos struktūros) gali atsirasti pasikartojančiai kaip atsakas į naujas ekologines galimybes. Šis atradimas taip pat suteikia įžvalgų apie morfologinę ir ekologicą įvairovę, kuri galėjo egzistuoti ilgai iki tol, kol fosiliniai įrašai mums leido apie tai spręsti.
Be to, radinys paryškina, kaip fosilijų trūkumai — ypač tų, kurios susijusios su minkštavaisiais organizmais — gali iškreipti mūsų supratimą apie gyvybės istoriją. Išskirtinės nuosėdos, tokios kaip Waukesha, veikia kaip langai į anksčiau nematomas gyvybės šakas, atskleidžiančias anatomijas ir ekologijas, kurių vien molekuliniai laikrodžiai neparodo. Tokio tipo duomenys yra būtini, kad būtų galima tiksliau susieti molekulinius ir paleontologinius įrašus bei užpildyti kritines spragas laiko skalėse.
Eksperto komentaras
„Ši fosilija yra reta ir labai įtikinama iliustracija, kaip ankstyvųjų annelidų gyvenimo būdai skyrėsi nuo jų šiuolaikinių palikuonių,“ sako dr. Lena Morales, paleobiologė iš Natural History Museum (fiktyvus institutą). „Uodeginio siurbtuko radimas be priekinio prisitvirtinimo organo rodo, kad kelias link parazitizmo apėmė eilę ekologinių poslinkių, o ne staigų šuolį į kraujasiurbystę. Tai kelia naujų klausimų apie tai, kada ir kodėl siurbėlės persikėlė nuo jūrinių medžioklių link parazitinių nišų.“
Toks ekspertinis komentaras pabrėžia tarpdisciplininį požiūrį: paleontologai, evoliuciniai biologai ir molekulinės sistemos specialistai turi kartu įvertinti tiek morfologinius, tiek genetinius duomenis, kad galutinai sudėliotų kompleksines evoliucines istorijas. Taip pat svarbi vieša komunikacija — supratimas apie tai, kad siurbėlės galėjo ilgą laiką būti jūriniais plėšrūnais, keičia edukacinį diskursą apie parazitizmą ir ekosistemų evoliuciją.
Išvados
430 milijonų metų senumo siurbėlė iš Viskonsino perrašo svarbų annelidų evoliucijos skyrių. Paskirsčiant siurbėles ankstyvose jūrinėse maisto grandinėse gerokai anksčiau nei manyta, ši fosilija verčia mokslininkus iš naujo apsvarstyti laiko eigą ir adaptacijų sekoje, vedančioje link parazitizmo ir kraujasiurbystės. Plačiau žiūrint, atradimas pabrėžia išskirtinių fosilijų vietovių (lagerstätten) svarbą užpildant dideles spragas mūsų žinioje apie gyvybės giluminę istoriją ir parodyti būtinybę tęsti lauko darbus bei tarpdisciplininę analizę, kad būtų pilnai žemėlapiuotas gyvybės medis.
Papildomos tyrimų kryptys apima detalesnę Waukesha pavyzdžio taphonomikos analizę, molekulinių laikrodžių perkraustymą su naujais morfologiniais duomenimis ir platesnių filogenetinių modelių kūrimą, kurie leistų įvertinti, kaip dažnai parazitizmas ir kraujasiurbystė galėjo atsirasti nepriklausomai skirtinguose siurbėlių giminėse. Tai atveria duris naujiems lauko kasimams, laboratoriniams eksperimentams ir duomenų integracijai tarp disciplinąs — būtinų veiksmų, kad būtų išpieštas kuo tikslesnis siurbėlių evoliucijos paveikslas.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą