Мастилените петна, открити във вкаменелости на 500 милиона години същества, наподобяващи бъгове, могат да бъдат красиво запазена, симетрична мозъчна тъкан. Находката на изкопаемите може да помогне да се сложи разгорещен научен спор за почивка - въпросът дали мозъците могат да бъдат вкаменели.
Учените откриха тези сплъстени следи във фосили на членестоноги Alalcomenaeus, животно, което споделя своя тип със съвременни насекоми, паяци и ракообразни. Животните са живели по време на камбрийския период, който се е състоял преди около 543 милиона и 490 милиона години, и са транспортирали здрав екзоскелет, който вкаменел добре. Но меките тъкани на мозъка и нервите на съществото често се разпадат и поради това изчезват от записа на изкопаемите.
Сега ново проучване, публикувано на 11 декември в списанието Proceedings of the Royal Society B, описва не едно, а две Alalcomenaeus вкаменелости в комплект с мозъци и всичките им гарнитури.
„Това, с което се занимаваме във вкаменелостите, са изключителни обстоятелства. Това не е често срещано - това е супер, супер рядкост“, казва съавторът Хавиер Ортега-Ернандес, палеобиолог по безгръбначни от Харвардския университет и уредник на Харвардския музей на сравнението зоология. Преди това палеонтолозите са идентифицирали само един друг Alalcomenaeus екземпляр смяташе, че има нервна тъкан, но констатацията беше посрещната със скептицизъм. С още два екземпляра в ръка, учените вече могат да бъдат уверени, че нервната тъкан всъщност може да бъде вкаменена и открита в изключителни вкаменелости на камбрийски членестоноги, каза Ортега-Ернандес.
Дългогодишен дебат
Освен Ортега-Ернандес и неговия екип, само шепа изследователи съобщават за откриване на фосилизирана нервна тъкан в членестоногите от периода на Кембрий. В документ от 2012 г. учените описаха първите доказателства за вкаменен мозък на членестоноги, в мъничко същество, наречено Fuxianhuia protensa, Макар и широко отразен в медиите, докладът привлече критици.
"Те казаха:" Глупости, много глупости "," казва Никълъс Щраусфелд, регент на професора в катедрата по невронауки в Университета в Аризона и съавтор на проучването от 2012 г., както и няколко други, свързани с мозъчните характеристики в членестоноги. Някои палеонтолози твърдят, че въз основа на нашето разбиране за това как животните се разпадат, оцветените екземпляри Страусфелд и други открити не могат да съдържат нервна тъкан, казва Страусфелд. Някои теоретизират, че оцветяването на мозъка трябва да е или странна мощност на фосилизация, или фосилизирани легла на бактерии, известни като биофилми.
Но сега новото изследване на Ортега-Ернандес и неговите колеги служи като "наистина приятно утвърждаване на по-ранната работа", казва Страусфелд пред Live Science. „Той поставя на почивка много възражения от хората“.
В своето проучване Ортега-Ернандес и неговите съавтори разкриха ново Alalcomenaeus изкопаеми, погребани в Юта в регион на геологични депресии, известен като американския Голям басейн. Авторите отбелязват симетрични петна по средната линия на съществото, които наподобяват структури на нервната система, открити в някои съвременни членестоноги, включително ракови подкови, паяци и скорпиони. "Нервната система и червата се кръстосват помежду си, което е наистина забавно, но често срещано при членестоногите в днешно време", каза Ортега-Ернандес пред Live Science.
Петната също съдържаха откриваеми нива на въглерод, ключов елемент в нервната тъкан. Тъмните прорези също се включиха в четирите очи на животното, както би се очаквало за тъканите на нервната система. След като провери всички тези критерии, Ортега-Ернандес каза, че може уверено да съобщи за откриване на вкаменена нервна тъкан в новооткрития образец.
Но за да проверят два пъти своите открития, авторите също разгледаха секунда Alalcomenaeus вкаменелост от американския Голям басейн. Първоначално изкопана през 90-те години, образецът е изхвърлил подобни петна и въглеродни следи от новооткрития вкаменелост. Нещо повече, и двата фосила на Големия басейн съвпадат с описания на друг екземпляр, който Страусфелд намери в Китай. И трите вкаменелости са открити заровени в подобни находища, което показва, че уникален процес на консервиране позволява на цялата им мозъчна материя да се вкаменее, каза Ортега-Ернандес.
Контрааргументи
Въпреки че Ортега-Ернандес и неговите колеги проверяват и проверяват двукратно работата си, авторите "обикновено трябва да бъдат предпазливи да твърдят, че са намерили истински изкопаеми мозъци", Джаани Лю, професор в Института за ранен живот в Катедрата по геология в Северозападният университет в Сиан, Китай, каза на Live Science в имейл. Лю твърди, че петнистите петна, наблюдавани в камбрийските вкаменелости, може да са „леко случаен ефект от процеса на разпад“, а не останки от мозъчна материя.
В проучване за 2018 г. Лиу и нейните колеги изследвали около 800 фосилизирани екземпляра и установили, че близо 10% съдържат мастилени петна в областта на главата. Авторите прегледали предишни проучвания на гниене на животни и установили, че нервната тъкан има тенденция да се разпада бързо, но чревните бактерии могат да се залепят и „произвеждат тези така наречени биофилми като излъчващи, които приличат малко на части от нервната система“, пише Лиу.
Няколко палеонтолози, включително Страусфелд, посочиха, че Лиу не е успял да изследва фосили, които съдържат мозъчна тъкан и че липсата на първични доказателства означава "основен недостатък" в нейното проучване. Нещо повече, пробите, които Лю е изследвал, съдържат асиметрични петна, а не симетрични, което означава, че така или иначе не биха били интерпретирани като мозъчна тъкан, каза Щраусфелд.
Освен това, изследванията на гниенето често измерват разпадането на тъканите във вода, докато вкопаните вкаменелости взаимодействат с множество химикали, пренасяни в утайката около тях, каза Ортега-Ернандес. Например някои проучвания предполагат, че комбинация от глина и вода стартира процес на "химическо дъбене", който стяга меките тъкани в тялото, подобно на това как конкретни химикали могат да трансформират гъвкавата крава в кожа, каза Ортега-Ернандес.
Трябва да се направи повече работа за изясняване на ролята на утайката в опазването на изкопаемите, но досега, много данни показват, че членестоногите остават под силен натиск, за да се втвърдят във времето, каза Щраусфелд. Мозъкът и нервите в животното се изравняват в процеса и тъй като нервната тъкан съдържа много мазнини, структурите отблъскват водата и „имат известна устойчивост срещу гниене“, каза той.
Въпреки доказателствата в тяхна полза, Ортега-Ернандес, Страусфелд и техните колеги може да се наложи да изкопаят много повече мозъчни парченца от членестоноги, за да убедят найсеерите, че древните мозъци могат да вкаменеят.
"Оценяваме усилията на авторите да оправдаят резултатите си като истинска нервна тъкан, но оставаме скептични, докато данните идват само от две вкаменелости", каза Лю. "Новите данни са винаги добре дошли, но както отбелязахме по-рано, ще бъдем по-убедени, ако анатомичните характеристики се появят в последователна форма в няколко екземпляра независимо."
