Художественная реконструкция Paradoryphoribius chronocaribbeus gen. et sp. ноя во мхах. Предоставлено: оригинальное искусство, созданное Холли Салливан.
Тихоходки, также известные как водяные медведи, представляют собой разнообразную группу харизматических микроскопических беспозвоночных, наиболее известных своей способностью выживать в экстремальных условиях. Известным примером была поездка в космос в 2007 году, когда тихоходки подверглись воздействию космического вакуума и вредного ионизирующего солнечного излучения, и им все же удалось выжить и размножаться после возвращения на Землю. Тихоходки обитают на всех континентах мира и в различных средах, включая морские, пресноводные и наземные.
Тихоходки пережили все пять событий Великого массового вымирания в фанерозое, но самые ранние тихоходки современного вида известны только из меловой, примерно 80 миллионов лет назад. Несмотря на их долгую эволюционную историю и глобальное распространение, летопись окаменелостей тихоходок чрезвычайно редка. Из-за их микроскопических размеров и небиоминерализирующего тела вероятность окаменения тихоходок мала.
В статье, которая будет опубликована 6 октября 2021 г. в Труды Королевского общества B Исследователи описывают новую современную окаменелость тихоходки, которая представляет новый род и новый вид. В исследовании использовалась конфокальная лазерная микроскопия для получения изображений с более высоким разрешением важных анатомических характеристик, которые помогают в филогенетическом анализе установить таксономическое расположение окаменелости.
Слева) Вид сбоку Paradoryphoribius chronocaribbeus gen. et sp. ноя просматривается в проходящем свете под стромикроскопом (вверху) и с автофлуоресценцией под конфокальным лазерным микроскопом (внизу). Справа) Вид спереди Paradoryphoribius chronocaribbeus gen. et sp. ноя просматривается в проходящем свете под стромикроскопом (вверху) и с автофлуоресценцией под конфокальным лазерным микроскопом (внизу). Предоставлено: изображения Марка А. Мапало.
Новое ископаемое Парадорифорибиус хронокариббеус это лишь третья окаменелость тихоходки из янтаря, полностью описанная и официально названная на сегодняшний день. Две другие полностью описанные современные окаменелости тихоходок - это Милнесиум своленский и Беорн легги, оба известны из янтаря мелового возраста в Северной Америке. Парадорифорибий - первая окаменелость, обнаруженная в миоцене (примерно 16 миллионов лет назад) из доминиканского янтаря и первая окаменелость надсемейства тихоходок Isohypsibioidea.
Соавтор Филлип Барден, Технологический институт Нью-Джерси, представил окаменелость ведущему автору Марку А. Мапало, доктору философии. Кандидат и старший автор профессор Хавьер Ортега-Эрнандес с кафедры органической и эволюционной биологии Гарвардского университета. Лаборатория Бардена обнаружила окаменелость и объединилась с Ортега-Эрнандес и Мапало для детального анализа окаменелости. Мапало, специализирующийся на тихоходках, взял на себя ведущую роль в анализе окаменелости с помощью конфокальных микроскопов, расположенных в Гарвардском центре биологической визуализации.
«Сложность работы с этим образцом янтаря заключается в том, что он слишком мал для препарирования под микроскопом, нам нужен был специальный микроскоп, чтобы полностью увидеть окаменелость», - сказал Мапало. Обычно свет, проходящий через препаровальные микроскопы, хорошо помогает выявить морфологию более крупных включений, таких как насекомые и пауки в янтаре. Парадорифорибий, однако его общая длина тела составляет всего 559 микрометров, или чуть более полумиллиметра. В таком маленьком масштабе рассекающий микроскоп может выявить только внешнюю морфологию окаменелости.
К счастью, кутикула тихоходки состоит из хитина, волокнистого вещества глюкозы, которое является основным компонентом клеточных стенок грибов и экзоскелетов членистоногих. Хитин флуоресцирует и легко возбуждается лазером, что позволяет полностью визуализировать окаменелость тихоходки с помощью конфокальной лазерной микроскопии. Использование конфокальной лазерной микроскопии вместо проходящего света для изучения окаменелости создало степень флуоресценции, позволяющую более четко увидеть внутреннюю морфологию. С помощью этого метода Мапало смог полностью визуализировать два очень важных символа окаменелости, когти и щечный аппарат, или переднюю кишку животного, которая также состоит из кутикулы.
«Несмотря на то, что внешне он выглядел как современная тихоходка, с помощью конфокальной лазерной микроскопии мы могли увидеть, что у него была эта уникальная организация передней кишки, которая позволила нам создать новый род внутри этой существующей группы надсемейств тихоходок», - сказал Мапало. «Парадорифорибий это единственный род, который имеет это специфическое уникальное расположение признаков в надсемействе Isohypsibioidea ».
«Окаменелости тихоходок - редкость, - сказал Ортега-Эрнандес. «В нашем новом исследовании полный список включает только четыре образца, из которых только три формально описаны и названы, в том числе Парадорифорибий. Этот документ в основном охватывает треть всех известных на сегодняшний день летописей окаменелостей тихоходок. Более того, Парадорифорибий предлагает единственные данные о щечном аппарате тихоходок во всей их летописи окаменелостей ».
Авторы отмечают, что существует сильная склонность к сохранению окаменелостей тихоходок в янтаре из-за их небольшого размера и предпочтений в среде обитания. Таким образом, месторождения янтаря являются наиболее надежным источником для поиска новых окаменелостей тихоходок, хотя это не означает, что их поиск - простая задача. Обнаружение окаменелостей тихоходок в доминиканском янтаре позволяет предположить, что в других местах, где часто собираются пробы, таких как месторождения бирманского и балтийского янтаря, также могут находиться окаменелости тихоходок. Исторически сложилось так, что в янтаре есть склонность к более крупным включениям, так как такие мелкие включения, как тихоходки, трудно увидеть и требуют очень хороших наблюдательных навыков, а также некоторых специальных знаний.
«Ученые знают, как тихоходки вписываются в древо жизни, что они родственны членистоногим и имеют глубокое происхождение во время кембрийского взрыва. Проблема в том, что у нас есть этот чрезвычайно одинокий тип, в котором всего три названных окаменелости. Большинство окаменелостей этого типа находится в янтаре, но, поскольку они маленькие, даже если они сохранились, их может быть действительно трудно увидеть », - сказал Ортега-Эрнандес.
Мапало согласился: «Если вы посмотрите на внешнюю морфологию тихоходок, вы можете предположить, что внутри тела тихоходок не произошло никаких изменений. Однако, используя конфокальную лазерную микроскопию для визуализации внутренней морфологии, мы увидели признаки, которые не наблюдаются у видов, но наблюдаются в окаменелостях. Это помогает нам понять, какие изменения в организме произошли за миллионы лет. Более того, это говорит о том, что даже если тихоходки могут быть такими же внешне, некоторые изменения происходят внутри ».
Мапало и Ортега-Эрнандес продолжают использовать технологию конфокальной лазерной микроскопии для изучения других тихоходок в янтаре в надежде расширить летопись окаменелостей тихоходок.
Справка: «Тихоходка в доминиканском янтаре» 6 октября 2021 г. Труды Королевского общества B.
DOI: 10.1098 / rspb.2021.1760
