מדענים גילו בסין מין ספוג עתיק, Helicolocellus, שראשיתו 550 מיליון שנה, ומציע תובנות חדשות לגבי התפתחות הספוג וממלא פער מכריע בתיעוד המאובנים המוקדם שלהם. תנוחת חיים משוחזרת של הליקולוצלוס על קרקעית הים של אדיאקרן. קרדיט: יואן קסונלאי
הגילוי של ספוג האדיאקארן המאוחר, Helicolocellus, מציע תובנות חדשות לגבי אבולוציה מוקדמת של הספוג, מה שמרמז על קיומו של צורות שאינן ביומינרליזציה לפני כ-550 מיליון שנה ומגשר על פער אבולוציוני קריטי בין התקופות האדיאקרן והקמבריון.
פרופ' יואן קסונלאי וצוותו במכון נאנג'ינג לגיאולוגיה ופלאונטולוגיה, חלק מהאקדמיה הסינית למדעים, חשפו ספוג קבוצת כתרים מתקופת האדיאקאראן המאוחרת בשם Helicolocellus בביוטה שיבאנטן הממוקמת במחוז הוביי. ביוטה מאובנים זו מתוארכת לכ-550 מיליון שנים אחורה.
ממצא זה, הממלא פער חשוב באבולוציה המוקדמת של הספוגים, פורסם לאחרונה ב טֶבַע.
ספוגים נחשבים לרוב לפילום המטאזואי הבסיסי והפרימיטיבי ביותר. מאובני ספוג מוקדמים יכולים לספק רמזים חשובים למקורם ולאבולוציה המוקדמת של בעלי חיים. הערכות שעון מולקולרי ונתוני סמנים ביולוגיים שנויים במחלוקת מצביעים על כך שספוגים היו צריכים להופיע לפני כ-700 מיליון שנה. אולם באופן חידתי, לא נמצאו מאובני ספוג חד משמעיים לפני התקופה הקמברית (לפני כ-539 מיליון שנים). לכן, פער של 160 מיליון שנה קיים בתיעוד מאובני הספוג, תקופה באבולוציה המוקדמת של הספוג המכונה "השנים האבודות".
מיקום פילוגנטי של Helicolocellus. Helicolocellus נפתר כהקסקטינליד מקבוצת גזע יחד עם ספוגים מאובנים אחרים. קרדיט: יואן קסונלאי
תיאוריות על היעדר ספוגים פרה-קמבריים
שתי השערות מתחרות הוצעו כדי להסביר את היעדר ספוגים פרה-קמבריים: השערה אחת גורסת שמכיוון שלרוב הספוגים הקיימים יש ספוגיות סיליקוניות או גירניות, לאב הקדמון המשותף של הספוגים היו גם ספוגים מינרליים. לפי השערה זו, ניתן לייחס את היעדר מאובני ספוג קדם-קמברי לפוטנציאל שימור ירוד בשל ההרכב הכימי של מי הנקבוביות. ההשערה הנוספת גורסת שהאב הקדמון המשותף של הספוגים היה בעלי חיים שאינם מבצעים ביומינרליזציה.
רק לאחר הופעתן של כיתות עיקריות, הם פיתחו באופן עצמאי ספיקולים עם ביומינרליזציה. לכן, ספוגים קדם-קמבריים מוקדמים היו חסרים ספיקולסים, ובכך מקשים על שימור וזיהוי של ספוגים אלה בתיעוד המאובנים.
החדש שהתגלה Helicolocellus מראה מאפיינים מורפולוגיים הדומים לאלו של ספוגי זכוכית (Hexactinellida), כגון גוף חרוטי סימטרי רדיאלי, מבנה התקשרות דיסקואידי, חלל מרכזי אפשרי ותעלות יציבות מסקנות. בנוסף, פני השטח של הליקולוצלוס מורכב מקופסאות רגילות, שכל אחת מהן מחולקת לארבע קופסאות דומות אך קטנות יותר, אשר בתורן מחולקות לקטנות עוד יותר. דפוס רשת ייחודי זה נמצא גם בחלק מהקסקטינלידים פליאוזואיים טיפוסיים.
הצורות והמבנים שלהם דומים מאוד; עם זאת, הרשתות ב Helicolocellus עשויים מחומרים אורגניים, בעוד שהרשתות במאובני ספוג פליאוזואייקון עשויות מחומרים ביומינרליים. מחקר זה מצביע על כך הליקולוצלוס עשוי לייצג ספוג מוקדם ללא ספיקולים ביומינרליים.
הולוטייפ של Helicolocellus cantori gen. et sp. נובמבר, NIGP-176531. (א), צולם תחת אור מוחזר. (ב), מפת גובה טופוגרפית ממיקרוסקופ סריקת לייזר. קרדיט: יואן קסונלאי
כדי להמשיך ולבחון את הפרשנות הזו, החוקרים בנו מטריצת נתונים מורפולוגית המכילה מספר בעלי חיים קיימים ומאובנים וביצעו ניתוח פילוגנטי קפדני. התוצאות מראות זאת הליקולוצלוס שייך לקבוצת הכתרים של הספוגים וקשור קשר הדוק להקסקטינלידים.
הגילוי של הליקולוצלוס מצביע על כך שספוגים שאינם ביומינרליזציה אכן היו קיימים בפרקמבריום. הוא מציע שאין להשתמש בספוגים מודרניים כמדריך הבלעדי למציאת מאובני ספוג פרה-קמבריים, מכיוון שלספוגים מוקדמים אולי לא היו ספוגיות ביומינראליות ואולי לא היו כל התכונות של ספוגים מודרניים. יתר על כן, ספוגים מוקדמים של hexactinellid הניחו תחילה את תוכנית השלד המרושת באמצעות חומר אורגני, ומאוחר יותר הוסיפו ביומינרלים סיליקתיים למתכון להיווצרות השלד בקמבריום.
מכלולי מאובנים משני צדי הגבול של אדיאקרן-קמבריה שונים מאוד. תקופת ה-Ediacaran נשלטת על ידי ה-Ediacara Biota האניגמטי והלא ידוע מבחינה פילוגנטית, בעוד שבקמבריה, מערכות אקולוגיות ימיות מודרניות מתחילות להתעצב עם הופעתן של פילות חיות קיימות. הגילוי של Helicolocellus מגשר על מכלול המאובנים של אדיאקאראן וקמבריה, מה שמעיד על כך שלביוטה של אדיאקרה יש קשרים אבולוציוניים לבעלי חיים קמבריים. כפי שהגיב מבקר אחד, הגילוי של Helicolocellus עשויה להיות "אבן הרוזטה" להבנת התפתחות בעלי החיים.
