Första djur buckyballs upptäckt i 80 miljoner år gamla sjöliljor

Konstiga, mångsidiga geometriska former som kallas buckyballs har upptäckts på en oväntad plats: marina djur som levde för 80 miljoner år sedan. 

Mikroskopiska former av buckyballs har hittats i molekyler i kosmiskt damm, i gaser och i vissa bergarter. Men forskare blev förvånade över att hitta dem i mycket större skala i fossiler av två arter av kretiska krinoider, som är släktingar till modern sjöstjärna och sjöborrar. Plattorna på crinoids kroppar skapade mångfacetterade, ihåliga strukturer som forskarna identifierade som buckyballs.

Deras upptäckt är det första beviset på att den bisarra buckyballformen förekommer naturligt i så stor skala, rapporterade forskarna i en ny studie.

Relaterad: Fantastiska fossiler: Foton av de tidigaste djurorganen

Buckyballs, förkortat för "Buckminsterfullerenes," är stora sfäriska molekyler, som består av 60 kolatomer kopplade i pentagoner och hexagoner, och bildar en yta som en fotboll. Dessa konstiga molekyler, som först upptäcktes i rymden 2010, fick sitt namn från arkitekten Buckminster Fuller, som populariserade en liknande struktur under 1940-talet som kallas en geodesisk kupol. 

I rymden finns buckyballs i gas och i partiklar. De har också upptäckts på jorden i gaser som släpps ut genom att bränna ljus och i vissa mineraler, enligt NASA. Emellertid var den distinkta buckyballformen tidigare okänd för att existera i djur - levande eller utrotad, säger studiens medförfattare Aaron Hunter, forskare vid University of Western Australia's School of Earth Sciences.

"Det här är första gången vi hittar en sådan struktur i fossiler," sade Hunter i ett uttalande.

Crinoids dök upp först under Kambrium (för cirka 543 miljoner till 490 miljoner år sedan). De flesta crinoidarter - även känd som sjöliljor eller fjäderstjärnor - dog under den permiska massutrotningen, för cirka 250 miljoner år sedan, men vissa överlever till denna dag. Djur i denna grupp har en bägge-formad kropp som kallas en calyx, toppad med grenarmar. Många av de fossila formerna hade stamliknande strukturer som förankrade dem till havsbotten, enligt British Geological Survey.

Dussintals fossil av två arter av kratider med sen kret - Marsupites testudinarius och Uintacrinus socialis - gav forskarna en mycket detaljerad titt på calyxernas hexagonala och femkantiga plattor, gjorda av kalciumkarbonat. Studieförfattarna skapade en graf som kartlade plattorna och visade hur djurens kroppar skulle ha sett ut i tre dimensioner.

Sammantaget delar de två arterna en strukturellt liknande kroppsplan. Men U. socialis hade ett större calyx av flera små, lätta plattor, som var och en hade mellan fyra och åtta sidor. Calyxen av M. testudinarius, som jämförelse, hade färre plattor med bara fem eller sex sidor, och dessa var mycket större än plattorna på U. socialis.

Båda crinoiderna hade calyxes som var formade som buckyballs. "De bollliknande strukturerna, som tål mycket tunga belastningar, bildades runt dem för att skydda dem från havets skador," sade Hunter i uttalandet.

Men det fanns kritiska skillnader mellan de två djuren, skrev forskarna i studien. M. testudinariusCalyx, med större plattor av liknande former, liknade närmare den buckyball kolmolekylen. Detta skulle ha gjort calyxen starkare och mer stabil. Men U. socialisKallexen var bredare med mer variation i antalet plåtsidor, vilket gjorde kalkbenen mer benägna att böja och spänna. Dess calyx var förmodligen mer användbar för flytkraft än för skydd mot rovdjur, rapporterade forskarna.

Denna mycket ovanliga kroppsstruktur kunde ha hjälpt crinoids att anpassa sig och spridas genom havsdjup runt om i världen. Det finns fortfarande många frågor om hur deras konstiga buckyballkroppar utvecklats, och varför denna form endast har hittats i två utrotade arter som försvann för mellan 84 miljoner och 72 miljoner år sedan, enligt studien.

"Det är fortfarande ett mysterium varför dessa framgångsrika strukturer inte utvecklats igen," sade Hunter.

Resultaten publicerades i maj-numret av tidskriften Paleontology.

• På bilder: Amber bevarar krita ödlor
• Foton: Kryttan "kyrkogård" har en ögonblicksbild av den dino-dödande asteroiden påverkan
• Bildgalleri: Forntida havsmonster

Ursprungligen publicerad den .

ERBJUDANDE: Spara 45% på "Hur det fungerar" Allt om rymden "och" Allt om historia "!

Under en begränsad tid kan du ta ut en digital prenumeration på någon av våra bästsäljande vetenskapsmagasiner för bara 2,38 dollar per månad, eller 45% rabatt på standardpriset för de första tre månaderna.