Чернильные пятна, найденные в окаменелостях существ, похожих на насекомых, возраст которых 500 миллионов лет, могут быть прекрасно сохранившейся симметричной мозговой тканью. Окаменелая находка может помочь разгорячить научную полемику - вопрос о том, можно ли окаменеть мозгу.
Ученые обнаружили эти пятна на окаменелостях членистоногих алалкоменей, животное, которое делит свой тип с современными насекомыми, пауками и ракообразными. Животные жили в кембрийский период, который происходил между 543 и 490 миллионами лет назад, и имели жесткий экзоскелет, который хорошо окаменел. Но мягкие ткани мозга и нервов существа часто разрушались и поэтому исчезали из окаменелостей.
Теперь новое исследование, опубликованное 11 декабря в журнале Proceedings of the Royal Society B, описывает не одно, а два алалкоменей окаменелости в комплекте с мозгами и всеми их отделками.
«То, с чем мы имеем дело в записи окаменелостей, это исключительные обстоятельства. Это не часто - это супер, супер редко», - сказал соавтор Хавьер Ортега-Эрнандес, беспозвоночный палеобиолог из Гарвардского университета и куратор Гарвардского музея сравнительного сравнения. Зоология. Ранее палеонтологи определили только один другой алалкоменей Образец, как думали, имел нервную ткань, но обнаружение было встречено со скептицизмом. По словам Ортега-Эрнандеса, имея в руках еще два экземпляра, ученые теперь могут быть уверены, что нервная ткань действительно может быть окаменела и найдена в ископаемых остатках членистоногих кембрийских особей.
Давние дебаты
Помимо Ортеги-Эрнандеса и его команды, только несколько исследователей сообщили об обнаружении окаменелой нервной ткани у членистоногих кембрийского периода. В газете 2012 года ученые описали первое доказательство окаменелого членистоногого мозга в крошечном существе под названием Fuxianhuia Protensa, Несмотря на широкое освещение в средствах массовой информации, доклад привлек критиков.
«Они сказали:« Мусор, много чепухи », - сказал Николас Страусфельд, профессор-регент кафедры неврологии в Университете Аризоны и соавтор исследования 2012 года, а также ряд других, посвященных подобным мозгу особенностям в членистоногих. Некоторые палеонтологи утверждали, что, основываясь на нашем понимании того, как распадаются животные, окрашенные образцы, обнаруженные Страусфельдом и другими, не могут содержать нервной ткани, сказал Страусфельд. Некоторые предположили, что пятна мозга должны быть либо странной мелочью окаменелости, либо окаменелыми слоями бактерий, известными как биопленки.
Но теперь новое исследование Ортега-Эрнандеса и его коллег служит «действительно приятным подтверждением более ранней работы», - сказал Страусфельд в интервью Live Science. «Он положил много возражений против людей».
В своем исследовании Ортега-Эрнандес и его соавторы обнаружили новый алалкоменей Окаменелость похоронена в штате Юта в районе геологических депрессий, известных как Большой американский бассейн. Авторы отметили симметричные пятна вдоль средней линии существа, которые напоминали структуры нервной системы, обнаруженные у некоторых современных членистоногих, включая подковообразных крабов, пауков и скорпионов. «Нервная система и кишечник пересекают друг друга, что действительно забавно, но в настоящее время встречается у членистоногих», - сказал Ортега-Эрнандес в интервью журналу Live Science.
Пятна также содержали определяемые уровни углерода, ключевого элемента в нервной ткани. Темные пятна также вставлены в четыре глаза животного, как и следовало ожидать для ткани нервной системы. Проверив все эти критерии, Ортега-Эрнандес сказал, что он может с уверенностью сообщать об обнаружении окаменелой нервной ткани в новом образце.
Но чтобы перепроверить свои выводы, авторы также рассмотрели второй алалкоменей ископаемое из американского Большого бассейна. Первоначально выкопанный в 1990-х годах, образец обнаружил похожие пятна и следы углерода на вновь найденном ископаемом. Более того, оба окаменелости Великого бассейна соответствовали описаниям другого экземпляра, найденного Штраусфельдом в Китае. По словам Ортега-Эрнандеса, все три окаменелости были найдены захороненными в сходных отложениях, что указывает на то, что уникальный процесс консервации позволил окаменеть всему их мозгу.
Контраргументы
Хотя Ортега-Эрнандес и его коллеги проверили и перепроверили свою работу, авторы «обычно должны быть осторожны, утверждая, что нашли подлинный ископаемый мозг», Джианни Лю, профессор Института молодости на факультете геологии в Северо-западный университет в Сиане, Китай, сообщил Live Science по электронной почте. Лю утверждает, что пятна от пятен на камбрийских окаменелостях могут быть «немного случайным эффектом процесса распада», а не остатками вещества мозга.
В исследовании 2018 года Лю и ее коллеги исследовали около 800 окаменелых образцов и обнаружили, что почти 10% содержали чернильные пятна в области головы. Авторы рассмотрели предыдущие исследования распада животных и обнаружили, что нервная ткань имеет тенденцию к быстрому разложению, но кишечные бактерии могут прилипать и «производить эти так называемые биопленки как излучающие, которые немного похожи на части нервной системы», - писал Лю.
Несколько палеонтологов, в том числе Страусфельд, указали, что Лю не удалось изучить окаменелости, которые, как сообщается, содержали ткани мозга, и что отсутствие первичных доказательств отмечает «большой недостаток» в ее исследовании. Более того, образцы, которые Лю исследовал, содержали скорее асимметричные пятна, чем симметричные, а это значит, что они все равно не были бы истолкованы как ткани мозга, сказал Страусфельд.
Кроме того, исследования разрушения часто измеряют разрушение тканей в воде, в то время как захороненные окаменелости взаимодействуют с множеством химических веществ, содержащихся в отложениях вокруг них, сказал Ортега-Эрнандес. Например, некоторые исследования предполагают, что комбинация глины и воды запускает процесс «химического дубления», который сужает мягкие ткани в организме, подобно тому, как определенные химические вещества могут превращать упругую шкуру коровы в кожу, сказал Ортега-Эрнандес.
По словам Страусфельда, необходимо проделать дополнительную работу, чтобы прояснить роль отложений в сохранении ископаемых, но на данный момент имеется достаточно данных, свидетельствующих о том, что членистоногие остаются под интенсивным давлением и со временем затвердевают. Мозг и нервы у животного при этом сглаживаются, и поскольку нервная ткань содержит много жира, структуры отталкивают воду и «обладают определенной устойчивостью к гниению», сказал он.
Несмотря на доказательства в их пользу, Ортеге-Эрнандесу, Страусфельду и их коллегам, возможно, придется выкопать намного больше кусочков мозга членистоногих, чтобы убедить скептиков в том, что древние мозги могут окаменеть.
«Мы высоко ценим усилия авторов обосновать свои результаты как подлинную нервную ткань, но скептически относимся к данным, полученным только из двух окаменелостей», - сказал Лю. «Новые данные всегда приветствуются, но, как мы отмечали ранее, мы были бы более убеждены, если бы анатомические особенности появлялись в согласованной форме на нескольких образцах независимо друг от друга».
