Varelserna, så kallade stylophorans, såg ut som platta och pansarade väggdekorationer som hade en lång arm som tappade från sina sidor. Men även om det tidigare var oklart var de passar in i djurens släktträd, avslöjade den nya studien att de är hästdjur, de gamla släktingarna till moderna djur som sjöborrar, sjöstjärnor, spröda stjärnor, sjöliljor, fjäderstjärnor och havsgurkor.
Upptäckten möjliggjordes tack vare fossil med "otvetydiga bevis för exceptionellt bevarade mjuka delar, både i bihang och i kroppen av stylophorans," säger forskarledaren Bertrand Lefebvre, en forskningscentrum för vetenskaplig forskning (CNRS) vid laboratoriet av Lyon i Frankrike.
De otroliga fossilerna upptäcktes under en utgrävning 2014 vid Fezouata-formationen, som ligger längs kanten av Saharaöknen i södra Marocko. Utgrävningen gav en mängd fossil, inklusive cirka 450 stylophoran-prover, vardera daterade till cirka 478 miljoner år sedan.
Men forskarna insåg inte omedelbart att några av fossilerna inkluderade bevarade mjuka vävnader. "Det var först när vi packade upp och tittade på dem under kikaren, tillbaka i laboratoriet i Lyon, att vi kunde se de mjuka delarna," sa Lefebvre till Live Science i ett e-postmeddelande. "Deras närvaro och identifiering bekräftades sedan med observationer och analyser av SEM (skanningselektronmikroskop)."
Upptäckten av mjukvävnad var enastående. Stylophoran-fossiler har hittats över hela världen sedan 1850-talet, vilket gör det möjligt för forskare att fastställa att dessa varelser levde från mitten av Kambrium till de sena karbonperioderna, eller för cirka 510 miljoner till 310 miljoner år sedan, då varelserna försvann. Men eftersom mjuka vävnader så sällan fossiliserades, var stylophoranerna kända endast från deras hårda skelettdelar och inte från deras squishy innergårdar.
"Deras inre anatomi var inte bara helt okänd utan också - och mestadels - mycket kontroversiell", sa Lefebvre.
Hur såg de ut?
Stylophorans hade två huvuddelar: en kärnkropp och en konstig bilaga fäst vid den. Både kärnkroppen och bihanget var små, var och en av dem cirka 1,2 tum (3 centimeter) lång, sade Lefebvre.
Tidigare kom andra forskare med alla slags idéer om stylophorans.
Från 1850-50-talet trodde de flesta forskare att stylophoraner var "normala" häckfångare. Deras konstiga bihang tolkades som motsvarande stammen av liljor.
Normala häckfläckar har inre skelett tillverkade av mineraliserade, kalcitiska plattor (även om detta är extremt reducerat i havsgurkor) och så kallade vattenkärlsystem som hjälper dem att röra sig och andas, sa Peter Van Roy, en paleobiolog vid Ghent University i Belgien, som var inte involverad i studien.
De flesta hästdjur, inklusive sjöstjärnor, har en femstrålad symmetri. De är nära besläktade med en annan ryggradslösa grupp, ekollonmaskar och ryggradsdjur (djur med ryggben). Tillsammans utgör hästdjur, ekollonmaskar och ryggradsdjur en övergripande grupp som kallas deuterostomia, sade Van Roy.
Sedan i början av 1960-talet märkte den belgiska paleontologen Georges Ubaghs att bihanget var annorlunda från en stjälk men liknar en matararm, sett i modern sjöstjärna.
I slutet av 1960-talet föreslog den brittiska paleontologen Richard Jefferies en helt annan idé. Han trodde att den stiloforanska huvudkroppen var ett huvud (innehållande en svelg och hjärna) och att bihanget höll muskler och en notokord (en typ av primitiv ryggrad). Jefferies trodde att stylophorans var den "saknade länken" mellan hästdjur och kordater (en grupp som inkluderar ryggradsdjur).
På 2000-talet föreslog den brittiska paleontologen Andrew Smith ännu en tolkning. Han sade att stylofhorans förmodligen inte var den "saknade länken" mellan hästdjur och ryggradsdjur utan var mer troligt primitiva deuterostomer, som fyllde klyftan mellan ekollonmaskar och hästdjur.
Den nya upptäckten av den fossila mjukvävnaden har dock förändrat allt. Forskare kunde testa, för första gången, om mjukvävnaden matchade vad du kan förvänta dig av någon av dessa olika scenarier, sade Lefebvre.
Konkreta bevis
De nyfundna fossilerna överensstämmer närmare Ubaghs tolkning. Stylophorans plana kroppar innehöll tarmar, och hängsmycket stängdes inte som en stam skulle vara och snarare såg ut som en sjöstjärnarm. Denna arm innehöll ett vattenkärlsystem som skulle ha hjälpt varelserna att röra sig och äta, precis som armarna av sjöstjärnor gör, sa Van Roy.
Eftersom stylophorans inte har fem-strålade symmetri, förlorade de sannolikt den, vilket innebär att de var mer "avancerade" evolutionärt än andra fem-strålade häckfångare, tillade Van Roy.
"Denna upptäckt är av särskild betydelse, eftersom den tar slut en 150 år gammal debatt om läget för dessa bisarra utseende fossil i livets träd," sade Lefebvre.
Studien är "väldigt grundlig", sa Van Roy, "och jag har inga förbehåll för några av de metoder som används eller slutsatser." Dessutom belyser det vikten av de välbevarade fossilerna i Fezouata-formationen, en plats där Van Roy tidigare har hittat spektakulära exemplar.
