Кс-зраке откривају најстарију кост фосилног записа

Пре више од 400 милиона година, чудна риба без костију пливала је у светским океанима. Ова риба је имала флексибилан костур - чудан материјал сличан костију који није био налик данашњој кости - који је одбио категоризацију од када је њен првобитни власник умро пре неколико милиона година. У уторак, студија у Натуре Ецологи анд Еволутион извештаје да смо коначно схватили шта је то. То је најстарији пример кости у целом фосилном запису.

Скелетни материјал који се види у овој древној риби - део групе која се зове хетеростракан - назива се аспидин, закључују аутори. Овај материјал, објашњава аутор студије Јосепх Кеатинг, доктор др., Палеобиолог са Универзитета у Манчестеру, готово је немогуће описати јер не личи ни на један од четири типа ткива - кост, хрскавицу, дентин и цаклину - који чине данашње кости и зубе. Када су биолози претходно прегледали фосиле аспидина под микроскопом, били су збуњени како би пронашли испреплетану структуру гранања.

Врсте костију које данас знамо не крижају се под микроскопом, тако да је тешко схватити да ли је аспидин заправо кост. „Током 160 година, научници су се питали да ли је аспидин прелазна фаза у еволуцији минерализованих ткива“, каже Кеатинг. Али детаљни рендгенски снимци фосила хетеростракана показали су да су они вероватно представљали веома важну фазу еволуције костију: прву.

Главна компонента костију је “органска матрица” протеина као што је колаген, који се састоје да формирају скелу на коју се минерали могу везати, претварајући иначе спужвасто ткиво. Оно што је најважније, у костима на које смо навикли, ова матрица је обично структурирана у цеви које су линеарно који се сматра неопходним да би се кост минерализирала.

Због наизглед испреплетане структуре аспидина, истраживачи су претходно закључили да она не може имати те минералне компоненте матрице. Другим речима, иако је изгледало као кост, вероватно није - вероватно само еволутивни претходник минерализоване кости.

Кеатинг је ипак одлучио још ближе погледати аспидин. Провео је више од 100 сати скенирањем фосилних остатака хетерострацанских скелета, користећи технику која се зове синхротронска томографија, која користи врсту рендгенског зрачења толико снажну да захтева убрзивач честица да ради. Кеатинг је пронашао свој акцелератор честица на Институту Паул Сцхеррер у Швајцарској, где је користио те висококвалитетне рендгенске снимке за конструкцију тродимензионалног модела ових скелета аспидина.

Гледајући ближе него икада раније, Кеатинг је открила да је крижање које је било тако збуњујуће у прошлости нестало. "Открио сам да су ове цијеви строго линеарне, без икаквих гранања", написао је у блогу Природа. "Слике из претходних студија изгледа да су резултат дводимензионалног пресека кроз запетљане и преклапајуће цеви, дајући изглед гранања."

3Д модел је открио да су цевчице заправо линеарне, али су изгледале наслагане једна на другу у случајним, испреплетаним правцима. Већ деценијама, схватио је, док су истраживачи посматрали цеви на дводимензионалним рендгенским зракама, чинило се да су изравнани, формирајући образац гранања који није био индикативан за њихову праву структуру. Кључно, истичу аутори, у овим епруветама се налази колаген, протеин скеле који доприноси минерализацији.

"Показали смо да простори показују линеарну морфологију", пишу аутори. „Уместо тога, ови простори представљају унутрашње колагенске снопове влакана који формирају скелу око које је депонован минерал. Аспидин је дакле коштана ћелија коже. ”

Ова мала диференцијација има запањујуће последице када је у питању откривање када су се минерализовани скелети, као и они који се виде код људи, први пут развили. Једноставним показивањем да ове рибе имају минерализоване костуре, овај тим је поставио неколико година уназад:

"Ови налази мијењају наш поглед на еволуцију скелета", закључује Пх. Доногхуе, Пх.Д., коаутор и палеобиолог са Универзитета у Бристолу. "Показали смо да је то, у ствари, врста кости, и да су сва ова ткива еволуирала милионима година раније."