Atramentové škvrny nachádzajúce sa v fosíliách 500 miliónov starých bugovitých tvorov môžu byť krásne zachované, symetrické mozgové tkanivo. Fosílne nálezy môžu pomôcť položiť ohnivú vedeckú diskusiu k odpočinku - otázka, či mozgy môžu byť fosílizované.
Vedci objavili tieto škvrnité znaky v fosíliách článkonožcov Alalcomenaeus, zviera, ktoré zdieľa svoj kmeň s moderným hmyzom, pavúkmi a kôrovcami. Zvieratá žili počas kambrijského obdobia, ktoré sa uskutočnilo pred asi 543 až 490 miliónmi rokov, a vyznačovali sa tvrdým exoskeletom, ktorý sa dobre fosílizoval. Mäkké tkanivá mozgu a nervov stvorenia sa však často rozpadali, a preto zmizli z fosílnych záznamov.
Nová štúdia, publikovaná 11. decembra v časopise Proceedings of Royal Society B, teraz neopisuje jednu, ale dve Alalcomenaeus fosílie kompletné s mozgom a všetky ich ozdoby.
„V fosílnych záznamoch sa zaoberáme výnimočnými okolnosťami. Nie je to bežné - je to super, veľmi zriedkavé,“ uviedol spoluautor Javier Ortega-Hernández, paleobiológ bezstavovcov na Harvardskej univerzite a kurátor Harvardského múzea komparatívu. zoológie. Predtým paleontológovia identifikovali iba jedného ďalšieho Alalcomenaeus Vzorka mala nervové tkanivo, ale nález sa stretol so skepticizmom. Vedci si teraz môžu byť istí, že s ďalšími dvoma exemplármi môžu byť nervové tkanivá skamenené a nájdené vo výnimočných fosíliách článkonožcov artbrodských, povedal Ortega-Hernández.
Dlhodobá rozprava
Okrem Ortega-Hernándeza a jeho tímu iba niekoľko vedcov uviedlo, že v kambrijských článkonožcoch našli fosílne nervové tkanivo. V dokumente z roku 2012 vedci opísali prvý dôkaz o fosílnom mozgu článkonožcov v malom stvorení zvanom Fuxianhuia protensa, Správa je síce v médiách široká, ale priťahovala kritikov.
„Povedali:„ Smeti, veľa nezmyslov “, povedal Nicholas Strausfeld, profesor regentov na katedre neurovedy na Arizonskej univerzite a spoluautor štúdie 2012, ako aj niekoľko ďalších, ktorí sa zaoberajú mozgovými vlastnosťami v článkonožce. Niektorí paleontológovia tvrdili, že na základe nášho chápania toho, ako sa zvieratá rozkladajú, zafarbené exempláre Strausfeld a ďalšie odhalené nemôžu obsahovať nervové tkanivo, povedal Strausfeld. Niektorí sa domnievali, že mozgové škvrny musia byť buď divnou prchavou fosílizáciou alebo fosílnymi vrstvami baktérií, známymi ako biofilmy.
Teraz však nová štúdia Ortega-Hernándeza a jeho kolegov slúži ako „skutočne príjemná validácia predchádzajúcej práce,“ povedal Strausfeld pre Live Science. "Odložil veľa námietok od ľudí."
Ortega-Hernández a jeho spoluautori vo svojej štúdii objavili nový Alalcomenaeus fosília pochovaná v Utahu v oblasti geologických depresií známych ako americká veľká panva. Autori zaznamenali symetrické škvrny pozdĺž stredovej línie zvieraťa, ktoré pripomínali štruktúry nervového systému nachádzajúce sa v niektorých moderných článkonožcoch vrátane krabov podkovy, pavúkov a škorpiónov. „Nervový systém a črevá sa navzájom krížia, čo je dnes naozaj zábavné, ale v článkonožcoch bežné,“ povedal Ortega-Hernández pre Live Science.
Škvrny tiež obsahovali zistiteľné hladiny uhlíka, kľúčového prvku nervového tkaniva. Tmavé škvrny sa tiež zapojili do štyroch očí zvieraťa, ako by sa dalo očakávať pre tkanivo nervového systému. Po skontrolovaní všetkých týchto kritérií Ortega-Hernández povedal, že môže s istotou oznámiť nájdenie fosílneho nervového tkaniva v novoobjavenej vzorke.
Autori však skúmali svoje zistenia aj na druhú Alalcomenaeus fosílne z americkej veľkej panvy. Vzorka, ktorá bola pôvodne vykopaná v 90. rokoch, vykazovala podobné škvrny a stopy uhlíka ako novoobjavená fosília. A čo viac, obidve fosílie veľkej panvy sa zhodovali s popismi iného exemplára, ktorý Strausfeld našiel v Číne. Všetky tri fosílie boli nájdené pochované v podobných ložiskách, čo naznačuje, že jedinečný proces konzervácie umožnil skameniť všetku ich mozgovú hmotu, uviedol Ortega-Hernández.
Protiargumenty
Hoci Ortega-Hernández a jeho kolegovia skontrolovali a dvakrát skontrolovali svoju prácu, autori „musia byť všeobecne opatrní, keď tvrdia, že našli skutočný fosílny mozog,“ Jianni Liu, profesorka Ústavu raného života na Katedre geológie na Severozápadná univerzita v čínskom meste Xi'an informovala spoločnosť Live Science v e-maile. Liu tvrdí, že škvrnité škvrny pozorované v kambrických fosíliách môžu byť skôr „mierne náhodným efektom procesu rozpadu“ ako zvyškami mozgovej hmoty.
V štúdii z roku 2018 Liu a jej kolegovia skúmali asi 800 fosílnych vzoriek a zistili, že takmer 10% obsahovalo atramentové škvrny v oblasti hlavy. Autori preskúmali predchádzajúce štúdie úpadku zvierat a zistili, že nervové tkanivo má tendenciu rýchlo sa rozpadať, ale črevné baktérie sa dokážu zachytiť a „produkovať tieto takzvané biofilmy ako žiarenie, ktoré vyzerajú trochu ako časti nervového systému,“ napísal Liu.
Niekoľko paleontológov, vrátane Strausfelda, zdôraznilo, že Liu nedokázala skúmať fosílie, ktoré údajne obsahovali mozgové tkanivo, a že nedostatok primárnych dôkazov predstavuje v jej štúdii „hlavný nedostatok“. Okrem toho vzorky, ktoré Liu skúmala, obsahovali skôr asymetrické škvrny ako symetrické, čo znamená, že by neboli interpretované ako mozgové tkanivo, povedal Strausfeld.
Okrem toho štúdie rozpadu často merajú rozpad tkanív vo vode, zatiaľ čo zakopané fosílie interagujú s mnohými chemikáliami prenášanými v sedimente okolo nich, povedal Ortega-Hernández. Napríklad niektoré štúdie naznačujú, že kombinácia íl a vody naštartuje proces „chemického opaľovania“, ktorý spevňuje mäkké tkanivá v tele, podobne ako konkrétne chemikálie môžu transformovať pružnú kravskú kožu na kožu, povedal Ortega-Hernández.
Na objasnenie úlohy sedimentu pri zachovaní fosílnych palív je potrebné vykonať viac práce, ale odteraz existujú dostatočné dôkazy o tom, že článkonožce zostávajú v priebehu času vystavené silnému tlaku, dodal Strausfeld. Mozog a nervy vnútri zvieraťa sa v tomto procese vyrovnávajú a pretože nervové tkanivo obsahuje veľa tuku, štruktúry odpudzujú vodu a „majú určitý odpor proti rozkladu“, uviedol.
Napriek dôkazom v ich prospech môže byť potrebné, aby si Ortega-Hernández, Strausfeld a ich kolegovia vykopali omnoho viac článkonožcov v mozgu, aby presvedčili vodičov, že staroveké mozgy môžu skameniť.
„Ceníme si úsilie autorov zdôvodniť svoje výsledky ako skutočné nervové tkanivo, ale zostávame skeptickí, zatiaľ čo údaje pochádzajú iba z dvoch skamenelín,“ uviedol Liu. „Nové údaje sú vždy vítané, ale ako sme už uviedli, boli by sme presvedčení, že anatomické znaky sa objavili v jednotnej podobe na viacerých vzorkách nezávisle.“
