Historia kości – odkrycie sprzed 460 milionów lat
Nowe badania nad skamielinami prehistorycznej ryby sugerują, że proces powstawania kości, który uznawano za cechę charakterystyczną dla współczesnych kręgowców, rozpoczął się już 460 milionów lat temu – czyli o 100 milionów lat wcześniej, niż sądzono.
Nasz szkielet, choć wydaje się trwały i stały, to w rzeczywistości jest dynamiczną strukturą. Nieustannie przebiegają w nim procesy odbudowy i przebudowy kości. Dzięki temu organizm naprawia uszkodzenia i zachować jego funkcjonalność. Najnowsze badania pokazują, że zdolność do remodelowania kości mogła pojawić się znacznie wcześniej, niż dotąd sądzono. Analiza rentgenowska kościanej łuski pradawnej ryby wskazuje, że kręgowce rozwinęły zdolność do przebudowy i naprawy kości znacznie wcześniej niż sądzono.
Astraspis lub Astraspida to słabo poznana grupa wymarłych bezżuchwowców wodnych zaliczanych do pteraspidomorfów (Pteraspidomorphi). Odkryte szczątki obejmują głównie luźne tarczki i łuski pokrywające ciało tych zwierząt. Występowały od późnego ordowiku do wczesnego syluru na terenach obecnej Ameryki Północnej i Syberii. Uważa się, że jako pierwsze wykształciły szkielet kostny. Wcześniejsze organizmy miały szkielety chrzęstne, mniej wytrzymałe i podatne na uszkodzenia. Kości tej pradawnej ryby pojawiały się na powierzchni chrzęstnej struktury, stanowiąc zarówno ochronę, jak i wsparcie dla ciała. Wcześniejsze badania skamielin nie wskazywały na obecność tzw. osteonów u ryb bezżuchwowych, dlatego paleontolodzy zakładali, że zdolność do remodelowania kości pojawiła się u bardziej zaawansowanych gatunków.
Odkrycie przedstawione na początku 2025 roku na dorocznym spotkaniu Society for Integrative and Comparative Biology przez Yarę Haridy, biolog ewolucyjną z University of Chicago wskazuje na przesunięcie czasu wyewoluowania procesu remodelowania kości o prawie 100 milionów lat wcześniej.
We współczesnych szkieletach maleńkie naczynia krwionośne, które wnikają w twardą macierz kości, stanowią drogę dla komórek zwanych osteoklastami (które mają zdolność rozpuszczania i resorpcji tkanki kostnej), oraz dla komórek zwanych osteoblastami (które są odpowiedzialne za wzrost tkanki kostnej). Organizacją tego procesu zajmuje się trzeci zestaw komórek: osteocyty, czyli dojrzałe komórki kostne powstające z osteoblastów w wyniku ich mineralizacji. Miejsca naprawy, zwane są osteonami i tworzą charakterystyczne cylindryczne struktury występujące w kości zbitej, które są kluczowe dla procesu remodelowania i odnowy kości. U ludzi proces może jednak może przebiegać nieprawidłowo, prowadząc do osteoporozy, która dotyka miliony osób na całym świecie.
Badania dowiodły, że Astraspis jest jednym z najwcześniejszych zwierząt mających kościsty szkielet, ryba żyła już bowiem 460 milionów lat temu. Wcześniejsze ryby miały szkielety zbudowane z chrząstki, ale u Astraspis kość tworzyła się na chrząstce, dając początek wewnętrznemu szkieletowi i systemom ochronnych zwierząt – łuskom. Jednym z najbardziej zaskakujących wyników badań jest brak śladów osteocytów w skamieniałościach Astraspis. To sugeruje, że mechanizmy przebudowy mogły być pierwotnie niezależne od tych komórek, co zmusza naukowców do rewizji dotychczasowych hipotez na temat ewolucji tkanki kostnej.
Odkrycie Astraspis jest kolejnym krokiem na drodze do zrozumienia, jak powstawały i rozwijały się szkielety ssaków oraz dinozaurów. Tego typu badania pokazują, że nawet najstarsze skamieniałości mogą wciąż kryć w sobie odpowiedzi na kluczowe pytania dotyczące historii życia na Ziemi.
Opracowano na podstawie:
Ancient fish fossil suggests ‘living skeletons’ evolved 460 million years ago
