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Summary (Nov 10, 2003): Scientists son usarando un miniaturized versión de el medical CT scanner a aspecto por clues a evolución en el fossilized embryos de unas de tierra's earliest animals.
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Preemies desde el Precambrian por: Lee J. Siegel
 | Charles Darwin noado que aun cuando adult animals de diferente species aspecto distinctly diferente, el semejante appearance de su embryos could reveal cómo ellos son related, y cómo ellos descended desde un común ancestor.
Credit: John Collier(portrait) y James Stanfield(foto) |
"en el ojos de most naturalists, el structure de el embryo es aun más importante por classification than el adult."
- Charles Darwin, en el Origin de Species
en su 1859 classic, en el Origin de Species, Charles Darwin noado que aun cuando adult animals de diferente species aspecto distinctly diferente, el semejante appearance de su embryos could reveal cómo ellos son related, y cómo ellos descended desde un común ancestor.
ahora, casi un siglio y un medio luego, scientists son usarando un nuevo technique llamaradomicroCT - un spin-off de el medicalCAT scan - a estudiar rare fossils de el early-stage embryos de qué mayo estar tierra's oldest animals.
mientras el fossils examinarado tan lejos son ningún bigger than 32-cell embryos, ellos suggest el earliest stages de animal development haven't cambioado mucho en 600 million años. Once más mature embryo fossils son found, researchers hope microCT will shed luz en evolución de tierra's earliest animals y, ultimately, en cómo el development de embryos evolved sobre vez.
"por aspectoando at estes fossils, nosotros're intentarando a identify quien were el primer animals swimming alrededor en el ocean o sitting en el seafloor, qué environments were ellos vivirando en- shallow marine settings o el deep mar- y qué did ellos comer," decirsWhitey Hagadorn, un assistant professor de geology atAmherst College en Massachusetts.
Hagadorn usarado microCT a estudiar fossils collected durante el pasado cinco años desde elDoushantuo Formation en southwest China. el roca contained qué aparecer a estar fossils de antiguoalgae y early-stage embryos de desconocido animals.
 | "ellos son possibly el oldest fossils de animals en tierra." -Paleontologist David Bottjer en el Doushantuo Formation fossils
Credit: universidad de Southern California |
"ellos son possibly el oldest fossils de animals en tierra," decirs paleontologistDavid Bottjer de eluniversidad de Southern California.
Recent dating, basarado en el decay de uno lead isotope a another, puestos el fossils' age at 599 million años, dar o tomar 4.2 million años, cual would elaborar les el oldest known animal fossils, Bottjer decirs.
"si tú don't aspecto at les real cerrar, ellos aspecto como poco redondo balls," Hagadorn decirs. el fossil embryos range desde 100 a 500 microns en diámetro(un cabello es sobre 50 a 75 microns wide). Algae found en el mismo formation son roughly uno-tenth como wide.
Hagadorn decirs el y su collaborator, Shuhai Xiao deVirginia Tech, tener identified nueve diferente formas o"morphotypes" among el dozens de animal embryo fossils ellos examinarado. estes incluirado embryos comprised de 1, 2, 4, 8, 16 y 32 cells, plus otros con envelopes o coatings que were tenue o grueso. Hagadorn y Xiao don't saber si el nueve tipos de embryos representar uno o más species de early animal.
"ahí could estar many taxa aquí que todo desarrollar en el mismo camino, y nosotros might no recognize (él)," Hagadorn decirs.
"nosotros don't saber exactly qué those embryos son," decirs Bottjer. "(él)'s trabajoso a saber son ellos sponges o cnidarians[animals tal comomar anemones, jellyfish ycorals]."
Hagadorn decirs fossilized embryos son"incredibly rare," y were preserved porque su organic materia fue reemplazarado por calcium phosphate, cual ha tiny crystals que son no grande bastante a destroy fine structures tal como individual cells.
| "[el discovery de antiguo fossilized embryos] demonstrates que remarkably unpreservable material puede estar preserved." -Bruce Runnegar, NAI Director
Credit: |
el discovery de antiguo fossilized embryos"demonstrates que remarkably unpreservable material puede estar preserved," decirsBruce Runnegar, un professor de paleontology at eluniversidad de California, Los Angeles, y director de elNASA Astrobiology Institute. "el último cosa tú'd expect a encontrar en el fossil record 500 million años en age o más son embryos."
Runnegar y Bottjer ambos note que con un máximo de 32 cells, ahí es único tan mucho información a estar obtenerado desde el embryos Hagadorn examinarado.
"(él)'s un poco difícil a hacer el compete embryology usarando qué's been discovered," Runnegar decirs. "de curso (él)'s realmente exciting ahí son any[fossil] embryos y que nosotros saber anything sobre les at todo."
Yet, "qué es realmente remarkable es que estes fossilized embryos parecer a estar muy semejante a modern invertebrate embryos," decirs Bottjer, un professor de tierra y biological sciences quien once fue Hagadorn's adviser at USC. "ellos certainly tell nos que cómo tú start a build un animal hasn't cambioado un whole hell de un lot since animals evolved," aun si adult formas de animals diverged considerably.
Bottjer suspects que"aun aunque ellos son el oldest fossils, ahí fue probably un lot de evolución que went en beforehand, porque el embryos ya tener un lot de features de modern embryos."
en el futuro, researchers querer a usar microCT en más mature fossil embryos a estudiar cómo embryonic development cambioado sobre vez.
"Evolutionary y developmental biology tener begun a elaborar predictions sobre cómo y cuando antiguo animals diverged desde uno another," decirs Hagadorn. "uno de el caminos ellos son thought a tener diverged es through diferente developmental pathways. tan qué does un many-celled embryo hacer differently que causes (él) a cambio into un sponge versus un coral? nosotros tener potential camino a test que por aspectoando at diferente stages representarado en antiguo embryos."
"Whitey's[microCT] method es irando a estar able a dar nos un detalleado 3-D description de estes embryos y any otros nosotros encontrar," Bottjer decirs.
 | más recently, paleontologists tener usarado habitación-sized medical CT(computerized tomography) scan equipment a X-ray fossils tal como este dinosaur huevo.
Credit: universidad de Glasgow |
"(él)'s irando a estar muy useful," Runnegar decirs. "nosotros puede ver el tres-dimensional geometry[de fossilized embryos] fairly easily en un nondestructive camino."
el decirs que por más than un siglio, paleontologists tener sectioned fossils y drawn un series de pictures de el cross-sections a construct tres-dimensional images. más recently, paleontologists tener usarado habitación-sized medical CT(computerized tomography) scan equipment aX-ray fossils tal como dinosaur skulls, elaborarando tres-dimensional images desde un series de"slices" a conseguir un idea de el internal structure, o a locate el fossil within roca.
MicrofocusCT o microCT, usars el mismo technology como medical CAT scans pero en un versión que primer fue miniaturized a aspecto por microscopic defectos en manufactured products tal como aircraft components.
Hagadorn, trabajarando con geologist Shuhai Xiao de Virginia Tech en Blacksburg, Virginia, pioneered el usar de desktop microCT equipment a examinar el internal structure de antiguo embryo fossils. Hagadorn started usarando microCT mientras hacerando postdoctoral research atNASA's Jet Propulsion Laboratory (JPL), cual fue estudiarando el technique por posible usar en futuroMars rover vehicles. JPL's tabletop device measures roughly 2.5 feet wide por 5 feet largo y es attached a un ordenador que combines X-ray cross sections into tres-dimensional images.
antes el advent de microCT, el embryo fossils had been examinarado con otro methods. Scanning electron microscopes (SEM) showed individual cells within el embryos, y could distinguish les desde algal cells. Cells within un animal embryo deformed cada otro más than el stiffer plant cells en algae.
Conventional y petrographic microscopes were usarado a examinar tenue sections shaved off embryo fossils. ellos revealed internal structures dentro el embryos, incluirando cell membranes y oscuro spots que unas scientists tener suggested might estar cell organelles, Hagadorn decirs.
 | un SEM image depicting un suggested metazoan embryo- possiblyOlivooides multisulcatus - at approximately el 256-cell stage.
Credit: www.palaeos.com |
el decirs microCT revealed aun más sobre el embryos y el cells within les, incluirando el camino ellos son packed juntos a forma hexagonal, pentagonal y otro multifaceted caras typical de modern animal embryo cells.
en el cuatro-celled embryos, "nosotros saw paired ovoidal structures con un nucleus-como shape- como verando semillas within el grapes," decirs Hagadorn. "ahí son dos de les en cada cell. nosotros realmente don't saber qué ellos son," although el wonders si el twin ovoids might estar cell nuclei fossilized en el process de dividing.qué's Next?en addition a conducting más microCT studies de el primitive embryos, Hagadorn querers a confirm o rule out whether su cells' internal structures son cell nuclei.
"nosotros aspecto forward a scanning un lot más samples y investigating estes embryos en detalle," el decirs. "quiza dos años down el línea someone will encontrar another deposit[con fossils] que nosotros puede usar este technique a aspecto at."
Hagadorn querers a search por embryo fossils en slightly younger roca formations en China y Russia, y ver cómo ellos cambioado desde su Doushantuo ancestors.
Bottjer decirs paleontologists tener scratched único el surface en extracting animal embryos y otro fossils desde el Doushanto. "ahí could estar todo sorts de interesarando cosas a estar discovered," el decirs.
Related Web Pages dentro Fossil Embryos de tierra's Earliest Animals
universidad de Bristol Doushantou Formation Homepage
Xiao grupo Research Projects
Note: Terrestrial Origins: [2003-11-10]
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