Fosil embrio langka menunjukkan perkembangan awal Ecdysozoa di era Kambrium

Sebuah tim peneliti internasional telah membuat penemuan luar biasa mengenai fosil embrio milik Ecdysozoa, beragam kelompok hewan yang mencakup cacing gelang, cacing beludru, serangga, dan kepiting. Fosil-fosil ini, berumur sekitar 535 juta tahun, ditemukan di biota awal Kambrium Kuanchuanpu di selatan provinsi Shaanxi, Tiongkok.

Penelitian tersebut, dipimpin oleh Profesor Zhang Huaqiao dari Institut Geologi dan Paleontologi Nanjing dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok, adalah diterbitkan di buku harian Paleogeografi, Paleoklimatologi, Paleoekologi.

Embrio invertebrata yang menjadi fosil jarang ditemukan, namun jika diawetkan, embrio tersebut memberikan wawasan penting mengenai biologi perkembangan evolusioner hewan yang telah punah. Meskipun embrio jenis ini telah dilaporkan sejak awal Kambrium hingga awal Ordovisium, sebagian besar contohnya terbatas pada cnidaria dan takson scalidophoran Markuelia. Biota awal Kambrium Kuanchuanpu kaya akan beragam embrio cnidaria dan tahap penetasannya, namun belum ada fosil embrio Ecdysozoa yang teridentifikasi pada biota ini.

Dalam studi ini, para peneliti menemukan fosil embrio Formasi Kuanchuanpu awal Fortunian (Kambrium awal) yang terpelihara dengan baik, khususnya dari bagian Zhangjiagou di wilayah Xixiang, kota Hanzhong, provinsi Shaanxi, Tiongkok. Tujuh spesimen diidentifikasi, semuanya terfosfat tiga dimensi.

Analisis mikro-CT menunjukkan bahwa embrio berlubang secara internal, sehingga tidak ada anatomi lunak internal yang terpelihara. Berdasarkan variasi jumlah dan susunan sklerit di ujung anterior dan posteriornya, embrio ini diklasifikasikan menjadi dua taksa baru: Saccus xixiangensis gen. dan sp. November (Gbr. 1) dan Saccus necopinus gen. dan sp. November (Gambar 2).

Studi tersebut mengungkapkan bahwa embrio terbungkus dalam selubung tipis dan halus, dengan diameter berkisar antara 730 μm dan 1 mm. Ukurannya yang relatif besar menunjukkan komposisinya yang kaya akan kuning telur sehingga memberikan energi yang cukup untuk perkembangannya (lecithotrophy). Embrio memperlihatkan tubuh berbentuk kantong tanpa anggota tubuh yang tertutup atau berpasangan.

Gambar pemindaian mikroskop elektron resolusi tinggi menunjukkan bahwa integumen tidak bersilia. Sklerit anterior tersusun secara radial, sedangkan sklerit di ujung posterior tersusun bilateral. Integumen menunjukkan deformasi ringan, namun sebagian besar sklerit tetap tidak berubah bentuk, menunjukkan bahwa sklerit lebih kaku dan mungkin terkutikularisasi. Perlu dicatat bahwa embrio tidak memiliki lubang, yang melambangkan a tahap pengembangan sebelum pembentukan mulut atau anus.

Sklerit yang tersusun bilateral di ujung posterior menunjukkan simetri bilateral, mengklasifikasikan embrio baru ini sebagai bilateral. Selain itu, tidak adanya silia atau tempat penyisipan silia, bersama dengan adanya sklerit yang terkutikularisasi, menunjukkan adanya hubungan ecdysozoan. Kehadiran kutikula menyiratkan bahwa embrio ini berada pada tahap akhir perkembangan embrio, kemungkinan akan menetas.

Karena tidak adanya spesimen yang menetas, cara pasti perkembangan Saccus belum ditentukan. Disimpulkan bahwa embrio-embrio ini mungkin mengalami perkembangan tidak langsung, menetas sebagai larva lecithotrophic (pemakan kuning telur). Hal ini menunjukkan bahwa bentuk remaja dan dewasa dapat bervariasi karena metamorfosis selama pertumbuhan selanjutnya. Alternatifnya, mereka dapat menjalani perkembangan langsung, menetas sebagai remaja lecithotrophic.

Remaja ini mungkin menunjukkan tubuh berbentuk kantong serupa tanpa anggota tubuh yang tertutup atau berpasangan, mirip dengan Saccorhytus. Dalam skenario mana pun, embrio hanya mengandalkan kuning telur sebagai sumber energi sampai mereka mengembangkan mulut yang berfungsi dan mulai makan.

Hipotesis perkembangan langsung mempunyai implikasi terhadap evolusi bentuk tubuh pada ecdysozoa awal. Jika Saccus dan Saccorhytus termasuk dalam ecdysozoa total atau kelompok batang, hal ini menunjukkan bahwa tubuh berbentuk kantong mungkin primitif untuk ecdysozoa, sedangkan tubuh vermiform, karakteristik ecdysozoa kelompok mahkota, berevolusi kemudian.