Atramentowe plamy znalezione w skamielinach 500-letnich stworzeń przypominających robaki mogą być pięknie zachowaną, symetryczną tkanką mózgową. Znaleziska skamielin mogą pomóc w rozbudzeniu ożywionej kontrowersji naukowej - kwestii, czy mózgi można skamieniać.
Naukowcy odkryli te plamiste ślady w skamielinach stawonogów Alalcomenaeus, zwierzę, które dzieli swój typ z nowoczesnymi owadami, pająkami i skorupiakami. Zwierzęta żyły w okresie kambryjskim, który miał miejsce między około 543 milionami a 490 milionami lat temu, i miały twardy egzoszkielet, który dobrze skamieniał. Ale miękkie tkanki mózgu i nerwów stworzenia często rozkładały się i dlatego znikały z zapisu kopalnego.
Teraz nowe badanie, opublikowane 11 grudnia w czasopiśmie Proceedings of the Royal Society B, opisuje nie jeden, ale dwa Alalcomenaeus skamieliny wraz z mózgami i wszystkimi ich dodatkami.
„To, z czym mamy do czynienia w zapisie kopalnym, to wyjątkowe okoliczności. To nie jest powszechne - to jest super, bardzo rzadkie” - powiedział współautor Javier Ortega-Hernández, paleobiolog z bezkręgowców na Uniwersytecie Harvarda i kustosz Harvard Museum of Comparative Zoologia. Wcześniej paleontolodzy zidentyfikowali tylko jednego innego Alalcomenaeus okaz miał tkankę nerwową, ale odkrycie spotkało się ze sceptycyzmem. Ortega-Hernández powiedział, że mając dwa kolejne okazy naukowcy mogą teraz być pewni, że tkankę nerwową można w rzeczywistości skamieniać i znaleźć w wyjątkowych skamielinach stawonogów kambryjskich.
Długotrwała debata
Oprócz Ortegi-Hernándeza i jego zespołu tylko garstka badaczy doniosła o znalezieniu skamieniałej tkanki nerwowej u stawonogów z okresu kambryjskiego. W artykule z 2012 r. Naukowcy opisali pierwsze dowody skamieniałego mózgu stawonogów w małym stworzeniu o nazwie Fuxianhuia protensa. Raport, choć szeroko opisywany w mediach, przyciągnął krytykę.
„Powiedzieli:„ Śmieci, dużo bzdur ”- powiedział Nicholas Strausfeld, profesor regentów na wydziale neurologii na University of Arizona i współautor badania z 2012 r., A także kilku innych na temat cech podobnych do mózgu w stawonogi. Niektórzy paleontolodzy argumentowali, że w oparciu o nasze zrozumienie tego, jak zwierzęta gniją, poplamione okazy Strausfelda i innych odkrytych nie mogą zawierać tkanki nerwowej, powiedział Strausfeld. Niektórzy wysnuli teorię, że plamy w mózgu muszą być albo dziwnym przywuchem skamieniałości, albo skamieniałymi złożami bakterii, znanymi jako biofilmy.
Ale teraz nowe badanie Ortegi-Hernándeza i jego współpracowników służy jako „naprawdę przyjemne potwierdzenie wcześniejszej pracy”, Strausfeld powiedział Live Science. „Odłożył wiele sprzeciwów od ludzi”.
W swoim badaniu Ortega-Hernández i jego współautorzy odkryli nowy Alalcomenaeus skamieliny pochowane w Utah w regionie depresji geologicznych znanym jako Great Great Basin. Autorzy zauważyli symetryczne plamy wzdłuż linii środkowej stworzenia, które przypominały struktury układu nerwowego występujące w niektórych współczesnych stawonogach, w tym podkowcach, pająkach i skorpionach. „Układ nerwowy i jelita krzyżują się ze sobą, co jest naprawdę funky, ale obecnie jest powszechne u stawonogów” - powiedział Live Science Ortega-Hernández.
Plamy zawierały także wykrywalne poziomy węgla, kluczowego elementu w tkance nerwowej. Ciemne plamy również wpasowały się w cztery oczy zwierzęcia, czego można się spodziewać w przypadku tkanki układu nerwowego. Po sprawdzeniu wszystkich tych kryteriów Ortega-Hernández powiedział, że z pewnością może zgłosić znalezienie skamieniałej tkanki nerwowej w nowo odkrytym egzemplarzu.
Ale aby dokładnie sprawdzić swoje ustalenia, autorzy zbadali także drugą Alalcomenaeus skamielina z amerykańskiego Great Basin. Pierwotnie wykopany w latach 90. okaz miał podobne plamy i ślady węglowe jak nowo odkryta skamielina. Co więcej, obie skamieliny Wielkiego Basenu pasowały do opisów innego okazu znalezionego przez Strausfelda w Chinach. Ortega-Hernández powiedział, że wszystkie trzy skamieliny zostały zakopane w podobnych złożach, co wskazuje, że unikalny proces konserwacji pozwolił na skamielinę całej ich mózgu.
Kontrargumenty
Chociaż Ortega-Hernández i jego koledzy sprawdzili i dwukrotnie sprawdzili swoją pracę, autorzy „ogólnie muszą zachować ostrożność, twierdząc, że znaleźli prawdziwy mózg kopalny”, Jianni Liu, profesor Instytutu Wczesnego Życia na Wydziale Geologii w Northwest University w Xi'an w Chinach powiedział Live Science w e-mailu. Liu twierdzi, że plamy blobby widoczne w skamielinach kambryjskich mogą być raczej „nieco przypadkowym efektem procesu rozpadu”, a nie resztkami materii mózgowej.
W badaniu z 2018 r.Liu i jej koledzy zbadali około 800 skamieniałych okazów i stwierdzili, że prawie 10% zawierało atramentowe plamy w okolicy głowy. Autorzy dokonali przeglądu wcześniejszych badań rozpadu zwierząt i stwierdzili, że tkanka nerwowa ma tendencję do szybkiego rozpadu, ale bakterie jelitowe mogą się trzymać i „wytwarzać tak zwane biofilmy jako promieniujące, które wyglądają trochę jak części układu nerwowego”, napisał Liu.
Kilku paleontologów, w tym Strausfeld, zwróciło uwagę, że Liu nie zbadał skamielin, które podobno zawierały tkankę mózgową, i że brak pierwotnych dowodów świadczy o „poważnym niedociągnięciu” w jej badaniu. Co więcej, próbki, które zbadał Liu, zawierały raczej asymetryczne plamy niż symetryczne, co oznacza, że i tak nie byłyby interpretowane jako tkanka mózgowa, powiedział Strausfeld.
Ponadto badania rozpadu często mierzą rozpad tkanek w wodzie, podczas gdy zakopane skamieliny oddziałują z wieloma chemikaliami zawartymi w otaczającym je osadzie, powiedział Ortega-Hernández. Na przykład niektóre badania sugerują, że połączenie gliny i skoku z wody uruchamia proces „opalania chemicznego”, który utwardza tkanki miękkie w ciele, podobnie jak w przypadku niektórych chemikaliów przekształcanie miękkiej skóry krowy w skórę, powiedział Ortega-Hernández.
Trzeba zrobić więcej pracy, aby wyjaśnić rolę osadów w zachowaniu skamielin, ale jak dotąd, liczne dowody sugerują, że stawonogi pozostają pod silnym ciśnieniem zestalają się z czasem, powiedział Strausfeld. Mózg i nerwy zwierzęcia spłaszczają się w tym procesie, a ponieważ tkanka nerwowa zawiera dużo tłuszczu, struktury odpychają wodę i „mają pewną odporność na próchnicę”, powiedział.
Pomimo dowodów na ich korzyść Ortega-Hernández, Strausfeld i ich koledzy mogą potrzebować wykopać znacznie więcej kawałków mózgu stawonogów, aby przekonać naysayers, że starożytne mózgi mogą skamieniać.
„Doceniamy wysiłki autorów, aby uzasadnić ich wyniki jako prawdziwą tkankę nerwową, ale pozostajemy sceptyczni, podczas gdy dane pochodzą tylko z dwóch skamielin”, powiedział Liu. „Nowe dane są zawsze mile widziane, ale jak zauważyliśmy wcześniej, bylibyśmy bardziej przekonani, gdyby cechy anatomiczne pojawiły się w spójnej formie niezależnie od wielu próbek”.
