Study of 385-million-year-old shark suggests humans and sharks shared common ancestor 440 million years ago

January 4, 2018 by Bob Yirka, Phys.org report

Credit: CC0 Public Domain

A team of researchers with the University of Chicago, University College Dublin and Cambridge University studying a 385-million-year-old shark fossil has found evidence that suggests humans and sharks shared a common ancestor approximately 440 million years ago. 

The researchers were studying a shark specimen found in Germany back in 2001. At the time, it was believed the shark was toothless, and for that reason, scientists gave it the name Gladbachus adentatus. In this new effort, the researchers conducted a much more thorough study of the remains, and in so doing, discovered that it represented a transitional species between acanthodians and chondrichthyes. This bit of evidence offered a better picture of a time period for which there are few fossil records. It suggests a new estimate for the time during which humans and sharks shared a common ancestor—approximately 440 million years ago.

The specimen is the only one of its kind ever found—that of a shark that lived approximately 385 million years ago, during a time period known as the Devonian, which lasted from 416 million to 358 million years ago. The remains consisted of three sections, all compressed flat in resin. The resin casing preserved much of the endoskeleton, which allowed the team to collect tissue samples. Also preserved were teeth, a cranium, cartilage and gill details. The team studied all of the parts using CT scans, which gave them a more complete picture of what the creature once looked like. The researchers note that the body of the specimen looked like a sheet of scales, and that the bones in its head were very coarse.

The researchers also note that even as study of the specimen has clarified some of the evolutionary history of sharks, it has also complicated understanding of their lineage—they found evidence suggesting that shark evolution has many branches, several of which appear to have converged, leading to characteristics found in modern sharks such as a long throat and multiple gill slits. Their study also confirmed that G. adentatus actually had an abundance of teeth, both small and large.

Explore further: Fossil ancestor shows sharks have a bony past

 

More information: Michael I. Coates et al. An early chondrichthyan and the evolutionary assembly of a shark body plan, Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences (2018). DOI: 10.1098/rspb.2017.2418

Abstract
 
Although relationships among the major groups of living gnathostomes are well established, the relatedness of early jawed vertebrates to modern clades is intensely debated. Here, we provide a new description of Gladbachus, a Middle Devonian (Givetian approx. 385-million-year-old) stem chondrichthyan from Germany, and one of the very few early chondrichthyans in which substantial portions of the endoskeleton are preserved. Tomographic and histological techniques reveal new details of the gill skeleton, hyoid arch and jaws, neurocranium, cartilage, scales and teeth.

Despite many features resembling placoderm or osteichthyan conditions, phylogenetic analysis confirms Gladbachus as a stem chondrichthyan and corroborates hypotheses that all acanthodians are stem chondrichthyans. The unfamiliar character combination displayed by Gladbachus, alongside conditions observed in acanthodians, implies that pre-Devonian stem chondrichthyans are severely under-sampled and strongly supports indications from isolated scales that the gnathostome crown group originated at the latest by the early Silurian (approx. 440 Ma). Moreover, phylogenetic results highlight the likely convergent evolution of conventional chondrichthyan conditions among earliest members of this primary gnathostome division, while skeletal morphology points towards the likely suspension feeding habits of Gladbachus, suggesting a functional origin of the gill slit condition characteristic of the vast majority of living and fossil chondrichthyans.

Journal reference: Proceedings of the Royal Society B

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© 2018 Phys.org

Peixe é "primo" de cavalo não de tubarão, diz biólogo que quer nova divisão

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Estamos acostumados a ver um animal aquático com nadadeiras e dizer: "olha, um peixe". Mas esta afirmação pode estar equivocada. Ao menos é o que diz Carlos Alberts, professor de zoologia e comportamento animal da Unesp (Universidade Estadual Paulista).

Para Alberts, a forma como classificamos e nomeamos os animais atualmente é incorreta e deveríamos fazer uma reorganização, unindo no mesmo grupo todos os bichos com parentes próximos.

A ideia vem da teoria da evolução de Darwin, que parte de um princípio que os seres vivos descendem de um só ancestral. Temos que buscar os graus de parentesco e classificar os animais seguindo este princípio".

Carlos Alberts, professor de zoologia

Um exemplo que facilita a compreensão do sistema proposto pelo professor é a classificação dos peixes. Primeiramente, o nome peixe, que engloba bichos que nadam, não deveria existir, defende o biólogo. Isso porque o grupo une animais muito diferentes entre si.

"Dentro dos peixes temos os ágnatos e os condrictes, por exemplo, e eles não deveriam se encaixar nesta categoria, pois têm características e parentes diferentes dos peixes ósseos", diz.
O grupo dos ágnatos é representado pelas lampreias e feiticeiras, que não têm mandíbula e nem apêndices pares, por exemplo. Já os condrictes são os cartilaginosos tubarões, raias e quimeras, que contam com escamas de dentina, fecundação interna e não tem bexiga natatória. 

iStock

Humanos podem ser parentes próximos das trutas

 

As características de ambos são distintas das dos peixes ósseos, como o dourado, carpa ou truta, e, de acordo com Albert, essa é uma prova de que a divisão taxonômica atual coloca animais diferentes e com grau de parentesco evolutivo distante no mesmo grupo. Ao mesmo tempo, a separação convencional deixa de unir bichos que têm ancestrais comuns, segundo o professor.

"Peixes ósseos estão em um grupo com animais que não têm nada a ver e deixam de ficar junto com parentes, que seriam mamíferos, lagartos, serpentes, anfíbios, crocodilianos, aves e tartarugas". Seriam uma junção com o grupo dos animais que "saíram" da água.

Entendendo a lógica você vê que uma truta é parente mais próximo de um cavalo ou do ser humano, do que de um tubarão. Temos que evidenciar isso"

Carlos Alberts, professor de zoologia
Além dos peixes, Alberts afirma que a mesma tese vale para os répteis, um grupo que conta com bichos não tão próximos, como tartarugas, e exclui as aves, com quem têm ancestrais em comum.

A mudança toda faz sentido?

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 Na vida de quem é leigo, alterar os nomes dos animais pode confundir mais do que facilitar, e talvez não mude nada na sua rotina.
 
"Com a evolução da ciência descobrimos que alguns grupos que juntamos não são muito válidos, mas é todo um sistema que precisa ser mudado. Antes é preciso solidificar as informações, juntar diversas evidências para ver se realmente faz sentido explicar isso para o grande público', diz Rosana Moreira da Rocha, professora da UFPR (Universidade Federal do Paraná).

Rocha afirma que biólogos sabem que os peixes não são um grupo natural, que lampreias não estão no mesmo ramo evolutivo que os peixes ósseos, mas entendem também que estão ligados por serem parecidos e próximos na cronologia evolutiva.

Antigamente, não tínhamos testes avançados que provassem geneticamente o parentesco dos bichos. Por tanto, o começo da divisão animal era feito com as evidências mais visíveis dos organismos.

Como quem descende do mesmo ancestral geralmente tem características parecidas, pela aparência acertamos muitas classificações, mas testes recentes de bioquímica e genética mostram novidades, como que aves e crocodilos têm ancestrais próximos, o que não diríamos só pela aparência."

Rosana Moreira da Rocha, professora da UFPR

Estamos melhorando o conhecimento, logo estranhezas com as definições antigas podem fazer sentido, mas a professora explica que ainda não é necessário modificar toda a nomenclatura conhecida.
Um exemplo é o que acontece com as tartarugas. Já se sabe que elas são uma família separada dos répteis. "Com o tempo podemos introduzir melhor a ideia, explicar as diferenças que separaram as tartarugas do ramo dos répteis, ver como as pessoas aceitam a mudança. Mas não é nada urgente".
Quanto a questão pontual de peixes serem mais próximos de cavalos do que de tubarões, Rocha diz que é preciso uma análise mais profunda para garantir que os elos evolutivos mostrem a proximidade dos parentescos, mas inicialmente ela acha a ideia incorreta.