Den tidiga evolutionen av skalbärande ryggradslösa djur

Projektöversikt

Projektperiod: 2017 - 2026

Medverkande enheter vid museet: Paleobiologi

Lophotrochozoa är en av de största och mest mångsidiga grenarna i livets träd. Den inkluderar, men är inte begränsad till, grupper som blötdjur (fylum Mollusca), ringmaskar (fylum Annelida), mossdjur (fylum Bryozoa) och brachiopoder (fylum Brachiopoda). Genetiska studier har visat att dessa grupper är nära besläktade, men deras exakta förhållande till varandra är ännu inte helt klarlagt. Lyckligtvis har många lophotrochozoer skal som ofta är bevarade som fossil. Genom att använda detta utmärkta fossila arkiv av skal kan vi börja reda ut den tidigaste utvecklingen av denna nyckelgrupp av djur.

Under tidig kambrium utvecklades djurlivet explosionsartat i haven och många djurgrupper dök upp för första gången. Bland dessa grupper fanns de första molluskerna och brachiopoderna tillsammans med en rad problematiska fossil från djurgrupper som saknar moderna representanter. Dessa utdöda grupper är nyckeln till att förstå den tidigaste utvecklingen av moderna djur, eftersom de representerar tidiga divergerande grenar av de djurgrupper som vi är bekanta med idag. Genom att studera dessa utdöda grupper och deras förhållande till moderna djur kan vi förstå hur den grundläggande kroppsplanen för moderna djurlinjer utvecklades.

Projektbeskrivning

I det här projektet fokuserar vi på flera olika fossila grupper, bland annat tommotider som hade ett yttre skelett bestående av många små konformade skleriter, och hyoliter som hade ett enda tandliknande skal. Vi kommer att undersöka hur skelettet och de inre anatomiska strukturerna i dessa grupper utvecklades under det tidiga kambrium och hur deras egenskaper förändrades över tiden. Skalets inre struktur samt miljön där djuret levde har också betydelse. Även om vi kan visa att vissa tommotider är nära besläktade med Brachiopoda, är den fylogenetiska positionen för hyoliter och många andra tidiga kambriska fossil mindre tydlig, och om de verkar vara släkt med Mollusca.

Finansiering

Vetenskapsrådet (https://www.vr.se/) (2017-2021, 2021-2026)

Urval av publikationer

• Zhang, Z., Zhang, Z., Holmer, L.E., Topper, T.P., Pan, B. and Li, G., 2023. Diversity and evolutionary growth of biomineralized columns in early Cambrian phosphatic-shelled brachiopods. bioRxiv, pp.2023-06. https://doi.org/10.1101/2023.06.01.543202
• Liang, Y., Strotz, L.C., Topper, T.P., Holmer, L.E., Budd, G.E., Chen, Y., Fang, R., Hu, Y. and Zhang, Z., 2023. Evolutionary contingency in lingulid brachiopods across mass extinctions. Current Biology. https://doi.org/10.1016/j.cub.2023.02.038
• Li, L., Topper, T.P., Betts, M.J., Dorjnamjaa, D., Altanshagai, G., Enkhbaatar, B., Li, G. and Skovsted, C.B., 2023. Calcitic shells in the aragonite sea of the earliest Cambrian. Geology, 51(1), pp.8-12. https://doi.org/10.1130/G50533.1 Länk till annan webbplats.
• Li, L., Betts, M.J., Yun, H., Pan, B., Topper, T.P., Li, G., Zhang, X. and Skovsted, C.B., 2023. Fibrous or Prismatic? A Comparison of the Lamello-Fibrillar Nacre in Early Cambrian and Modern Lophotrochozoans. Biology, 12(1), p.113. https://doi.org/10.3390/biology12010113 Länk till annan webbplats.
• Li, L., Skovsted, C.B. and Topper, T.P., 2022. Deep origin of the crossed‐lamellar microstructure in early Cambrian molluscs. Palaeontology, 65(4), p.e12620. https://doi.org/10.1111/pala.12620
• Zhang, Z., Topper, T.P., Chen, Y., Strotz, L.C., Chen, F., Holmer, L.E., Brock, G.A. and Zhang, Z., 2021. Go large or go conical: allometric trajectory of an early Cambrian acrotretide brachiopod. Palaeontology 64, 727-741. https://doi.org/10.1111/pala.12568
• Liu, F., Skovsted, C.B., Topper, T.P. and Zhang, Z., 2022. Hyolithid-like hyoliths without helens from the early Cambrian of South China, and their implications for the evolution of hyoliths. BMC Ecology and Evolution, 22(1), pp.1-15. https://doi.org/10.1186/s12862-022-02022-9
• Pan, B., Skovsted, C.B., Brock, G.A., Topper, T.P., Holmer, L.E., Li, L.Y. and Li, G.X., 2020. Early Cambrian organophosphatic brachiopods from the Xinji Formation, at Shuiyu section, Shanxi Province, North China. Palaeoworld 29, 512-533. https://doi.org/10.1016/j.palwor.2019.07.001
• Li, L., Skovsted, C.B., Yun, H., Betts, M.J. & Zhang, X. 2020. New insight into the soft anatomy and shell microstructures of early Cambrian orthothecids (Hyolitha). Proceedings of the Royal Society B 287: 20201467 Länk till annan webbplats.
• Liu, F., Skovsted, C.B., Topper, T.P., & Zhang, Z.-F. 2020. Soft part preservation in hyolithids from the lower Cambrian (Stage 4) Guanshan Biota of South China and its implications. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2020.110079 Länk till annan webbplats.
• Liu, F., Skovsted, C.B., Topper, T.P., Zhang, Z. & Shu, D., 2019. Are hyoliths Palaeozoic lophophorates? National Science Review, 7, 453-469. https://doi.org/10.1093/nsr/nwz161 Länk till annan webbplats.
• Topper, T.P., Guo, J., Clausen, S., Skovsted, C.B. and Zhang, Z., 2019. A stem group echinoderm from the basal Cambrian of China and the origins of Ambulacraria. Nature communications, 10, 1366. https://doi.org/10.1038/s41467-019-09059-3