Ikan fosil mengungkapkan ‘rahang’ tertua yang diketahui sebelumnya

Saya menyebutkan lautan, dan sulit untuk tidak memikirkan rahangnya. Perairan dalam memiliki banyak mulut yang dilapisi dengan gigi: tikus perangkap beruang untuk hiu dan lumba-lumba, bibir yang longgar untuk ikan dan karang air dangkal, dan celah filter balin untuk paus raksasa. Rahang ikan akhirnya merangkak keluar dari laut jutaan tahun yang lalu dan memunculkan vertebrata berahang yang kita miliki saat ini.

Tetapi kapan inovasi evolusioner seperti itu muncul? Sepasang fosil yang ditemukan di Cina selatan menunjukkan bahwa jawabannya mungkin terletak puluhan juta tahun lebih dalam dari yang diperkirakan sebelumnya. Temuan – yang mencakup spesies baru ikan purba yang diawetkan dengan indah, gigi vertebrata tertua yang diketahui, dan banyak ikan lapis baja – diterbitkan Rabu selama empat tahun. daun di alam.

kata Matt Friedman, ahli paleontologi Universitas Michigan yang tidak terlibat dalam penelitian tetapi menulis Esai perspektif yang disertai makalah alam.

Rahang ikan meletus dalam catatan fosil 419-359 juta tahun lalu selama periode yang dikenal sebagai Zaman Ikan, atau Devonian. Semua ikan seusia ini “tertulis dengan jelas di tubuh mereka,” kata Michael Coates, ahli paleobiologi di University of Chicago yang tidak terlibat dalam makalah baru. Mereka termasuk kelompok purba seperti ikan tanpa rahang, subspesies ikan tanpa rahang awal yang disebut placoderms, dan pendatang baru yang muncul seperti ikan bertulang rawan dan ikan bertulang. Ikan pertama yang melompat ke darat.

Salah satu makalah, kata Per Ahlberg, ahli paleontologi di Universitas Uppsala di Swedia dan penulis sejarah fosil. Tetapi sampai saat ini, dimungkinkan untuk menghitung jumlah fosil Silurian yang berguna di satu sisi.

Satu dekade yang lalu, para peneliti berangkat untuk secara sistematis mensurvei batuan berusia 425 juta tahun di Tiongkok Silur akhir, kata Jay Jiequn, ahli paleontologi di Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok dan seorang penulis di salah satu makalah penelitian. Mereka dihargai dengan fosil lengkap ikan berahang awal.

Didorong oleh ini, mereka menggali batu-batu kuno. Pada tahun 2020, ekspedisi penangkapan ikan ini mencapai puncaknya: sepasang sedimen di luar Chongqing.

Kedua lapisan fosil dipisahkan oleh beberapa juta tahun, dan masing-masing memiliki kumpulan spesies yang berbeda.

Dr Ahlberg mengatakan tempat tidur berusia 436 juta tahun itu berisi “ikan kecil seukuran akuarium,” berukuran hanya beberapa sentimeter, mewakili ikan rahang utuh tertua yang diketahui. Sebagian besar dari mereka adalah jenis pelat berlapis lapis baja yang disebut Xiushanosteus mirabilis, yang kemungkinan hidup di dasar laut. Ada juga Shenacanthus vermiformis, ikan bertulang rawan yang terkait dengan hiu dan pari, tetapi dengan pelat pelindung yang mirip dengan kulit yang tidak terkait – sebuah temuan yang menunjukkan bahwa spesies mirip hiu awal mempertahankan pelat pelindung yang ditemukan di cabang pohon keluarga ikan sebelumnya. .

Spesimen yang paling luar biasa dari situs ini adalah ikan tanpa rahang yang disebut Tujiaaspis vividus, kata Philip Donoghue, ahli paleontologi Universitas Bristol dan penulis makalah. Ribuan pelindung kepala dari keluarga spesies diketahui dari catatan fosil, tetapi Tujiaaspis mempertahankan tubuh pertama yang diketahui. Itu datang dengan kejutan: satu set sirip berpasangan mencuat dari tengkorak, yang Dr. Donoghue dan rekan menyarankan adalah pendahulu yang mungkin untuk sirip dada dan perut yang ditemukan di gnatostoma, yang memunculkan lengan dan kaki ikan yang bergerak ke tanah. Sebelumnya, para peneliti percaya bahwa dua set sirip berevolusi secara terpisah antara ikan tanpa rahang dan tanpa rahang.

“Ini membalikkan kebijaksanaan konvensional tentang bagaimana pelengkap berpasangan muncul,” kata Dr. Donoghue.

Situs kedua, yang berusia 439 juta tahun, telah mengawetkan fosil yang lebih signifikan. Satu daun menggambarkan sekelompok duri, sisik, dan pelat kepala dari hewan yang disebut Fanjingshania renovata, Semuanya mati untuk contoh ikan bertulang rawan selanjutnya. Yang lain merekam spiral gigi yang terhubung – Yang tertua sejauh ini dari vertebrata Dari seekor ikan bernama Qianodus dupis. Kedua hewan tersebut termasuk dalam cabang ikan berahang yang disebut chondrichthyans, sekelompok ikan bertulang rawan yang mencakup hiu modern, pari, dan ratfish. (Ikan bertulang seperti salmon dan manusia adalah cabang lainnya.)

Kehadiran kerabat hiu di lokasi tersebut menunjukkan bahwa pemisahan antara ikan bertulang rawan dan ikan bertulang memang terjadi pada masa Silurian awal, kata Dr. Friedman. Secara keseluruhan, kedua situs mendorong asal usul rahang dan gigi vertebrata kembali sekitar 14 juta tahun.

“Ini adalah perubahan besar dari kronologi yang disepakati,” kata Dr. Friedman, yang akan memaksa pertimbangan ulang radikal terhadap ekosistem laut awal.

Ikan rahang sekarang tampaknya telah muncul sejak keanekaragaman hayati Ordovisium yang besar, periode dari 485 juta hingga 445 juta tahun yang lalu ketika invertebrata laut berkuasa. Dr. Coates mengatakan bahwa beberapa ikan yang diketahui dari periode tersebut tidak memiliki rahang dan umumnya tidak mengesankan. “Mereka terlihat seperti berudu yang ditutupi baju besi,” katanya. “Jadi hal terakhir yang Anda harapkan adalah hiu primitif dan ikan tulang primitif berkeliaran di waktu yang sama.”

Ketika ahli paleontologi terus menggali lebih dalam ke batuan Silur awal di Cina, mereka telah menemukan lebih banyak spesies ikan. Ketika datang ke ikan rahang pertama, para peneliti mungkin segera menemukan bahwa mereka akan membutuhkan perahu yang lebih besar.

“Sangat mungkin akan ada lebih banyak penemuan lagi,” kata Dr. Ahlberg. “Ini adalah ungkapan yang terlalu sering digunakan, tapi saya sungguh-sungguh: ini menjanjikan untuk sepenuhnya merevolusi pemahaman kita tentang tahap pertama evolusi vertebrata berahang.”