4億3900万年の化石歯が進化の長い見方を覆す

珍しい中国の歯の化石は、脊椎動物の進化に対する科学者の信仰を変えました。

国際科学者チームは、4億3900万年前の歯の魚の遺跡を発見しました。早く起きたことを示唆しています。

研究結果は最近、権威あるジャーナルに掲載されました。 自然。

中国南部の九州省の遠隔地域で古代シルリア紀（約4億4千5百万～4億2千万年前）の生顎脊椎動物の新種（Qianodus duplicis）に属することが確認された単独歯を含む壮大な化石発見が行われた。 現在のGuizhouの古代の名前にちなんで名付けられたQianodusは、動物の一生の間に挿入されたいくつかの世代の歯を持つ珍しいらせん状の歯の要素を持っていました。

Qianodus duplicis水泳の再構成クレジット: IVPP

現場で発見された最も珍しい化石の1つは、最終的にQianodusの歯の螺旋（または渦）でした。 ほぼ2.5mmを超えない小さなサイズのため、可視光線とX線放射線で拡大して研究しなければなりませんでした。

渦の顕著な特徴は、渦の基部の隆起した中間領域に設定された一対の歯列が含まれることである。 これらのいわゆる誘致は、内部（舌側）渦に近づくにつれてサイズが徐々に成長します。 2つの幼稚な列間の明確なオフセットは、Qianodusの渦を他の脊椎動物の渦と区別することです。 以前は化石種の歯に見られたことはありませんが、近くの歯列の同様の配置が現代のいくつかのサメの歯列にも見られます。

側面から見た歯の長さに沿った仮想断面（完成体 キアノドゥス デュプリシス）。 サンプルの長さは2mmを少し超えています。 クレジット：Zhu、et al。

この発見は、いわゆる「魚の時代」（4億2千万年から4億6千万年前）のよく知られた顎脊椎動物グループがすでに約2千万年前に設立されたことを示しています。

Qujing Normal UniversityのLi Qiangは、「Qianodusは脊椎動物の進化のこの重要な初期段階で、歯と拡張顎の最初の有形の証拠を提供しています」と述べました。

研究者たちは、現代のサメが絶えず歯をこぼしているのとは異なり、キアノドゥスの歯の渦が口に留まり、動物が成長するにつれてサイズが増加したと信じています。 この解釈は、発達中の顎サイズの持続的な増加に応答して、代替歯の漸進的な拡大と全層の拡張を説明する。

研究者にとって、渦の成長を再構築するための鍵は、顕著に小さいサイズとより少ない数の歯で容易に識別される初期形成段階の2つのサンプルでした。 より成熟した渦との比較は、古生物学者に初期の脊椎動物の歯列の発達力学に関する珍しい洞察を与えました。 これらの観察は、誘致が最初に形成されるのに対し、側面（アクセサリー）の回転歯の追加は発達後期に起こったことを示唆しています。

再建 Qianodus duplicis, 原始的な顎骨を持つ脊椎動物。 クレジット: Zhang Heming

この研究の躊躇者であるPlamen Andreevは、「彼らの特性にもかかわらず、歯の渦は実際に絶滅した多くのコンドリヒチアンとオステイキアン系で報告されています」と述べました。 「初期のコンドリチア人の中には、密接に間隔をあけた渦で完全に歯を作った人もいます」

研究者らは、これがQianodusの場合も同様であると主張しています。 彼らは、粒子加速器の高エネルギーX線を使用するCTスキャンプロセスであるシンクロトロン放射線で、新しい種の小さな（1〜2 mmの長さ）渦を調べた後、この結論を下しました。

脊椎高人類学および高人類学研究所の住民教授は、「私たちは、渦の離散が反対の顎の位置を示す明確な左右のオフセットを持っていることを発見して驚きました」と述べました。 中国科学院。

これらの観察は、Qianodusを渦ベースの歯列を持つ絶滅したchondrichthyanグループに近い親戚として同定する系統発生数によって支持されています。

ZHU教授は、「主要顎脊椎動物グループの起源に対する修正されたスケジュールは、初期の多様化が初期のシルリア期に発生したという見解に同意します」と述べた。

Qianodusの発見は、以前に考えたよりも数千万年前に歯を持つ脊椎動物やサメなどの歯列の存在についての確実な証拠を提供します。 この研究で提示された系統発生学的分析は、Qianodusを原始的なコンドリクティアンとして同定した。を暗示します。

この研究の共著者であるIvan Sansomは、「これは歯、顎、一対の付属品などの主要な脊椎動物の革新の出現に関する現在の進化的モデルに疑問を投げかけています」と述べました。 バーミンガム大学。

参照：Plamen S. Andreev、Ivan J. Sansom、Qiang Li、Wenjin Zhao、Jianhua Wang、Chun-Chieh Wang、Lijian Peng、Liantao Jia、Tuo Qiao、Min Zhuの「最も古いgnathostome歯」、2022年9月28日仕事、 自然。
DOI: 10.1038/s41586-022-05166-2