Чорнильні плями, виявлені на скам'янілостях істот, що нагадують клопів 500 мільйонів років, можуть бути прекрасно збереженою, симетричною тканиною мозку. Виявлення копалин може допомогти відпочити бурхливу наукову суперечку - питання про те, чи можна мозок скам’яніти.
Вчені виявили ці плямисті сліди у скам'янілостях членистоногих Алалкомен, тварина, яка ділиться своїм типом із сучасними комахами, павуками та ракоподібними. Тварини жили в період кембрії, який відбувся між 543 мільйонами і 490 мільйонами років тому, і переносили жорсткий екзоскелет, який добре скам’янів. Але м'які тканини мозку і нервів істоти часто розпадалися і тому зникали з обліку викопних робіт.
Тепер нове дослідження, опубліковане 11 грудня в журналі Proceedings of the Royal Society B, описує не одне, а два Алалкоменей копалини в комплекті з мізками та всіма їх обрізками.
"Те, з чим ми маємо справу у записах викопних робіт, є винятковими обставинами. Це не є загальним явищем - це супер, надто рідко", - сказав співавтор Хав'єр Ортега-Ернандес, безхребетний палеобіолог Гарвардського університету та куратор Гарвардського музею порівняння Зоологія. Раніше палеонтологи ідентифікували лише один одного Алалкоменей у зразка, як вважалося, є нервова тканина, але ця знахідка зустрілася зі скептицизмом. Маючи ще два зразки в руці, вчені тепер можуть бути впевнені, що нервова тканина насправді може скам’яніти та виявитись у виняткових скам’янілих камбрійських членистоногих, сказала Ортега-Ернандес.
Багаторічна дискусія
Крім Ортега-Ернандеса та його команди, лише кілька дослідників повідомили про виявлення скам’янілої нервової тканини у членистоногих періоду Кембрія. У роботі 2012 року вчені описали перші свідчення про скам’янілий мозок членистоногих у крихітному створінні під назвою Fuxianhuia protensa. Незважаючи на широке висвітлення у ЗМІ, звіт привертав критиків.
"Вони сказали:" Сміття, багато дурниць ", - сказав Ніколь Штраусфельд, регент-професор кафедри нейронауки в університеті Арізони та співавтор дослідження 2012 року, а також ще декілька інших щодо мозоподібних особливостей у членистоногі. Деякі палеонтологи стверджували, що, виходячи з нашого розуміння того, як розпадаються тварини, пофарбовані екземпляри Штраусфельда та інші, виявлені, не могли містити нервову тканину, сказав Страусфельд. Деякі теоретизували, що плями в головному мозку повинні бути або дивним струменем скам’яніння, або скам’янілими шарами бактерій, відомими як біоплівки.
Але зараз нове дослідження Ортега-Ернандеса та його колег служить "дійсно приємною валідацією попередніх робіт", сказав Страусфельд Live Science. "Він заважає людям багато заперечень".
У своєму дослідженні Ортега-Ернандес та його співавтори розкрили нове Алалкоменей копальня, похована в штаті Юта в регіоні геологічних западин, відомих як Великий американський басейн. Автори відзначили симетричні плями вздовж середньої лінії істоти, що нагадували структури нервової системи, що зустрічаються у деяких сучасних членистоногих, включаючи підковоподібних крабів, павуків та скорпіонів. "Нервова система і кишки перехрещуються один з одним, що насправді прикольно, але поширене в членистоногих в даний час", - сказала Ортега-Ернандес Live Science.
Плями також містили помітний рівень вуглецю, ключовий елемент нервової тканини. Темні прорізи також занурювались у чотири ока тварини, як і слід було очікувати для тканин нервової системи. Перевіривши всі ці критерії, Ортега-Ернандес сказав, що може впевнено повідомити про виявлення скам’янілої нервової тканини у новоспеченого зразка.
Але щоб ще раз перевірити їхні висновки, автори також вивчили секунду Алалкоменей копалини з американського Великого басейну. Спочатку, викопаний у 90-х роках, зразок вивісив подібні плями та вуглецеві сліди до ново знайденої копалини. Більше того, обидва скам'янілості Великого басейну відповідали описам іншого зразка, який Штраусфельд знайшов у Китаї. Всі три скам’янілі були знайдені похороненими в подібних родовищах, що свідчить про те, що унікальний процес збереження дозволив всьому мозку відім'ятись, сказала Ортега-Ернандес.
Контраргументи
Хоча Ортега-Ернандес та його колеги перевіряли та ще раз перевіряли їхню роботу, авторам "взагалі доводиться бути обережними щодо того, щоб стверджувати, що вони знайшли справжній викопний мозок", Джанні Лю, професор Інституту раннього життя на кафедрі геології в Північно-Західний університет у Сіані, Китай, повідомив Live Science в електронному листі. Лю стверджує, що плями плями, помічені в скам’яніннях Кембрії, можуть бути "трохи випадковим ефектом процесу розпаду", а не залишками мозкової речовини.
У дослідженні 2018 року Лю та її колеги дослідили близько 800 скам’янілих зразків і виявили, що майже 10% містять чорнильні плями в області голови. Автори переглянули попередні дослідження розпаду тварин і виявили, що нервова тканина має тенденцію швидко розпадатись, але кишкові бактерії можуть застрягати та "виробляти ці так звані біоплівки як випромінюючі, які схожі на частини нервової системи", пише Лю.
Кілька палеонтологів, включаючи Штраусфельда, вказували, що Лю не вдалося дослідити скам'янілості, які, як повідомляється, містять мозкову тканину, і відсутність первинних даних свідчить про "головний недолік" у її дослідженні. Більше того, зразки Лю досліджували, що містили асиметричні плями, а не симетричні, це означає, що все одно їх би не інтерпретували як тканини мозку, сказав Страусфельд.
Крім того, дослідження гниття часто вимірюють розпад тканин у воді, тоді як закопані копалини взаємодіють з безліччю хімічних речовин, що переносяться в осаді навколо них, сказав Ортега-Ернандес. Наприклад, деякі дослідження припускають, що поєднання глини та води запускає процес "хімічного засмаги", який зміцнює м'які тканини в тілі, подібно до того, як конкретні хімічні речовини можуть перетворити гнучку коров'ячу шкуру в шкіру, сказала Ортега-Ернандес.
Потрібно зробити більше роботи для з'ясування ролі осаду в збереженні викопних копалин, але, як на сьогодні, численні дані свідчать про те, що членистоногі залишаються під інтенсивним тиском, щоб затвердіти з часом. Мозок і нерви у тварини вирівнюються в процесі, і оскільки нервова тканина містить багато жиру, структури відштовхують воду і "мають певний опір проти гниття", - сказав він.
Незважаючи на докази на свою користь, Ортега-Ернандес, Страусфельд та їхні колеги, можливо, повинні будуть викопати набагато більше шматочків мозку членистоногих, щоб переконати найсайєрів у тому, що древні мізки можуть скам’яніти.
"Ми цінуємо зусилля авторів виправдати їх результати як справжню нервову тканину, але залишаємось скептичними, хоча дані надходять лише з двох скам'янілостей", - сказав Лю. "Нові дані завжди вітаються, але, як ми вже відзначали раніше, ми були б більш впевнені, якби анатомічні особливості з'являлися у послідовному вигляді на декількох зразках незалежно".
