תגלית פליאונטולוגית במרוקו סיפקה רמזים ישירים לגבי האופן שבו סימטריה של כוכב ים, ארגון גוף בעל חמש קרניים המייחד אותם בממלכת החי. החלק המרכזי הוא אקינודרם קמבריוני שמתעד, בפירוט יוצא דופן, את המעבר מ... גוף דו-צדדי לקראת אדריכלות פנטרדיאלית.
גיבור המחקר הוא אטלסציסטיס אקנתה, מאובן בן כ-510 מיליון שנה שנמצא באנטי-אטלס המרוקאי ונותח על ידי צוות בינלאומי בראשות ה IGME-CSICהמחקר, שפורסם בכתב העת Current Biology, מראה כי אורגניזם זה שילב תכונות דו-צדדיות עם מאפיינים שצפו את סימטריה של חמישה רדיוסים של אקינודרמים מודרניים.
תגלית שמסדרת מחדש את מקור הסימטריה הכוכבית
אצל עקיצודרים של ימינו, כמו כוכבי ים, סימטריה פנטרדיאלית הוא שולט בשלב הבוגר, אם כי הזחלים שלו דו-צדדיים. אטלסציסטיס אקנתה שוברת את התוכנית הזו משום שהיא שמרה על דו-צדדיות בבגרות, תוך שהיא מציגה מבנים המצביעים על המעבר לתכנית גוף רדיאלית, מה שהופך אותה ל קשר אבולוציוני חיוני.
כדי להבין את הניגוד, כדאי לזכור ש- סימטריה פנטמרית מחלק את הגוף לחמישה מגזרים שווים, דבר שבולט בכוכבי ים. ארגון זה אינו בלעדי להם: הוא מאפיין גם קיפודי ים, קרינואידים והולותריאנים, כולם חברים בקבוצת ה- דגיגים, לא כמו ה צורבים בעלי סימטריה רדיאלית.
מה מגלה Atlascystis acantha ולמה זה חשוב
המחקר מזהה אטלסציסטיס אקנתה בתור האקינודרם העתיק ביותר הידוע עם סימטריה דו-צדדית בשלב הבוגר ותועד בשלבי התפתחות שונים. האנטומיה שלו משלבת מאפיינים פרימיטיביים עם אלמנטים האופייניים לצורות רדיאליות, וממקמת אותו בנקודת ביניים מרכזית לשחזור מעבר מורפולוגי.
בין האלמנטים הללו, בולטים הדברים הבאים: אמבולקרה, צינורות הקשורים למערכת כלי הדם המים שבעזרתם נעים, ניזונים ונצמדים בעלי עור קיימים כיום למצע. נוכחותם של אמבולקרים בצורה דו-צדדית עתיקה שכזו מסייעת לקשר ישירות את בעלי העור הראשונים עם צאצאים מודרניים.
מהמישור הדו-צדדי לחמש קרניים: תפקיד האמבולקרה
המפתח האבולוציוני טמון באופן שבו האורגניזמים אורגנו מחדש והתרבו. אמבולקרה לאורך זמן. ראיות מצביעות על נתיב שבו השכפול והתצורה מחדש שלאחר מכן של מבנים אלה הביאו בסופו של דבר ליצירה של סימטריית חמשת החישורים האופיינית ל כוכבי ים.
- הצורות העתיקות ביותר מראות שתי אמבולקרות, דפוס פשוט, דו-צדדי.
- בשושלות מסוימות א צמצום לאחד, ולאחר מכן כפילויות נוספות.
- סדרת הכפילויות הובילה תחילה ל שלוש ולבסוף ל חמישה חישורים, ביסוס הארכיטקטורה הפנטרדיאלית.
מסלול זה מסביר מדוע עורות עקומים עכשוויים, למרות הסימטריה הרדיאלית לכאורה שלהם, שומרים על חותם דו-צדדי בהתפתחותם וכיצד פנטרדיאליות התגלה כפתרון יציב בקבוצה.
היכן וכיצד נחקר המאובן
הדגימות מגיעות ממרבצים של קמבריאן תחתונה באנטי-אטלס (מרוקו), אזור יוצא דופן לחקר הגיוון המוקדם של חיי בעלי חיים. הקשר גיאולוגי זה מספק מסגרת זמן של כ- 510 מיליוני שנים, מפתח להבנת הופעתן של תוכניות גוף חדשות.
הצוות הגיש מועמדות קרינת סינכרוטרון כדי להשיג שחזורים תלת-ממדיים ברזולוציה גבוהה ללא צורך בהכנה מכנית, ובכך להימנע משינוי של החומר. הודות לטכניקה זו, ניתן היה לצפות במדויק בפרטים פנימיים וחיצוניים החושפים כיצד אורגנו מבני החומר. אורגניזם מאובן.
השלכות על הבנת כוכבי הים של ימינו
על ידי תיעוד שלב ביניים בין דו-צדדיות אבותית לבין סימטריה פנטרדיאלית, העבודה ממלאת פער ברשומות המאובנים ומציעה בסיס אנטומי לפירוש מדוע לכוכבי ים יש חמש זרועות. הקישור שסופק על ידי אמבולקרה מחבר את המגוון המוקדם של עקיצודרים עם הצלחתם המאוחרת המרשימה.
השילוב של מאובן מפתח, הקשר גיאולוגי מדויק וטכניקות הדמיה מתקדמות מאפשר לשחזר את השינוי של מישור גוף דו-צדדי לרדיאלי אחר, ושופך אור חדש על האופן שבו הסימטריה המאפיינת את כוכבי ים וקרוביהם הקרובים.
