Črni madeži, ki jih najdemo na fosilih 500 milijonov let starih hroščev, so lahko lepo ohranjena, simetrična možganska tkiva. Najdba fosilov lahko pomaga, da se počiva vroča znanstvena polemika - vprašanje, ali je možgane mogoče fosilizirati.
Znanstveniki so odkrili te škrlatne sledi v fosilih členonožcev Alalcomenaeus, žival, ki deli svoj glas s sodobnimi žuželkami, pajki in raki. Živali so živele med kambrijskim obdobjem, ki se je odvijalo pred približno 543 milijoni in 490 milijoni let, in so prenesle močan eksoskelet, ki se je dobro fosiliziral. Toda mehka tkiva možganov in živcev bitja pogosto razpadajo in so torej izginila iz zapisa fosilov.
Zdaj nova študija, objavljena 11. decembra v reviji Proceedings of the Royal Society B, opisuje ne eno, ampak dve Alalcomenaeus fosili skupaj z možgani in vsemi njihovimi obrezki.
"Kar imamo opravka v zapisu fosilov, so izjemne okoliščine. To ni običajno - to je super, super redko," je dejal soavtor Javier Ortega-Hernández, nevretenčarni paleobiolog s univerze Harvard in kustos Harvard muzeja primerjave Zoologija Pred tem so paleontologi identificirali le enega drugega Alalcomenaeus mislil je, da ima vzorec živčno tkivo, vendar je bila ugotovitev srečana s skepticizmom. Z dvema primerkoma v roki so znanstveniki zdaj lahko prepričani, da lahko živčno tkivo dejansko fosilizira in najdemo v izjemnih kambrijskih členonožcih, je dejal Ortega-Hernández.
Dolgotrajna razprava
Poleg Ortega-Hernándeza in njegove ekipe je le peščica raziskovalcev poročala o iskanju fosiliziranega živčnega tkiva v členonožcih iz obdobja Cambria. V prispevku iz leta 2012 so znanstveniki opisali prve dokaze o fosiliziranih možganskih členonožcih, v drobnem bitju, imenovanem Fuxianhuia protensa. Čeprav je poročilo zelo razširjeno v medijih, je poročilo pritegnilo kritike.
"Rekli so:" Smeti, veliko neumnosti, "" je dejal Nicholas Strausfeld, regent profesor na oddelku za nevroznanost na Univerzi v Arizoni in soavtor študije iz leta 2012, pa tudi še nekaj drugih o možganskih lastnostih v členonožci. Nekateri paleontologi trdijo, da na podlagi našega razumevanja, kako živali propadajo, obarvani vzorci Strausfelda in drugi izkopani ne morejo vsebovati živčnega tkiva, je dejal Strausfeld. Nekateri so teoretirali, da morajo biti možganski madeži bodisi nenavadna fosilizacija, bodisi fosilizirana ležišča bakterij, znana kot biofilmi.
Toda zdaj nova študija Ortega-Hernándeza in njegovih sodelavcev služi kot "res prijetno potrjevanje prejšnjega dela", je Strausfeld povedal Live Science. "Veliko ljudi nasprotuje."
Ortega-Hernández in njegovi soavtorji so v svoji študiji odkrili novo Alalcomenaeus fosil, ki je pokopan v Utahu na območju geoloških depresij, znanih kot ameriška velika kotlina. Avtorji so opazili simetrične madeže vzdolž srednje črte bitja, ki so spominjali na strukture živčnega sistema, ki jih najdemo v nekaterih sodobnih členonožcih, vključno s podkovskimi raki, pajki in škorpijoni. "Živčni sistem in črevesje se med seboj križata, kar je resnično funky, vendar je danes pri členonožcih pogosto," je za Live Science povedal Ortega-Hernández.
Madeži so vsebovali tudi zaznavne ravni ogljika, ključnega elementa v živčnem tkivu. Temne špranjice so se vtaknile tudi živalim na štiri oči, kot bi bilo pričakovati za tkivo živčnega sistema. Potem ko je preveril vsa ta merila, je Ortega-Hernández dejal, da lahko samozavestno poroča o iskanju fosiliziranega živčnega tkiva v novopečenem vzorcu.
Toda za dvojno preverjanje njihovih ugotovitev so avtorji preučili tudi sekundo Alalcomenaeus fosil iz velike ameriške kotline. Prvotno izkopan v devetdesetih letih prejšnjega stoletja je vzorec na novo najdeni fosil prinesel podobne madeže in sledi ogljika. Poleg tega sta oba fosila iz Velike kotline ustrezala opisom drugega primerka, ki ga je Strausfeld našel na Kitajskem. Vsi trije fosili so bili pokopani v podobnih nahajališčih, kar kaže, da je edinstven postopek konzerviranja omogočil, da se vse njihove možganske snovi fosilizirajo, je dejala Ortega-Hernández.
Protiargumenti
Čeprav sta Ortega-Hernández in njegovi sodelavci svoje delo preverila in dvakrat preverila, morajo biti avtorji "na splošno previdni, če trdijo, da so našli prave fosilne možgane", Jianni Liu, profesor na Inštitutu za zgodnje življenje na oddelku za geologijo pri Univerza Northwest v mestu Xi'an na Kitajskem je v e-sporočilu povedala Live Science. Liu trdi, da so lahko piki, ki jih lahko opazimo na fosilih kambrij, "nekoliko naključen učinek procesa propadanja" in ne ostanki možganske snovi.
V raziskavi iz leta 2018 sta Liu in njeni sodelavci pregledali približno 800 fosiliziranih primerkov in ugotovili, da skoraj 10% vsebuje črne madeže v predelu glave. Avtorji so pregledali prejšnje študije propadanja živali in ugotovili, da se živčno tkivo naglo razgradi, vendar se črevesne bakterije lahko držijo in "proizvajajo tako imenovane biofilme kot sevalne, ki so videti nekako kot deli živčnega sistema", je zapisal Liu.
Več paleontologov, med njimi Strausfeld, je poudarilo, da Liu ni preučil fosilov, ki vsebujejo možgansko tkivo, in da pomanjkanje primarnih dokazov v njeni študiji pomeni "velik pomanjkljivost". Še več, vzorci, ki jih je Liu pregledal, vsebujejo asimetrične madeže in ne simetrične, kar pomeni, da jih tako ali tako ne bi razlagali kot možgansko tkivo, je dejal Strausfeld.
Poleg tega študije razpada pogosto merijo razpad tkiva v vodi, medtem ko zakopani fosili sodelujejo z množico kemikalij, ki se nahajajo v usedlini okoli njih, je dejala Ortega-Hernández. Na primer, nekatere študije kažejo, da kombinacija gline in vode začne postopek "kemičnega porjavenja", ki stisne mehka tkiva v telesu, podobno kot določene kemikalije lahko preoblikujejo elastične krave v usnje, je dejala Ortega-Hernández.
Strasfeld je dejal, da bo treba razjasniti vlogo usedlin pri ohranjanju fosilov, vendar do zdaj številni dokazi kažejo, da se členonožci sčasoma strdijo, trdi Strausfeld. Možgani in živci znotraj živali se v tem procesu izravnajo, in ker živčno tkivo vsebuje veliko maščobe, strukture odbijajo vodo in "imajo nekaj odpornosti proti razpadanju," je dejal.
Kljub dokazom v njihovo korist bodo morda Ortega-Hernández, Strausfeld in njihovi sodelavci morali izkopati veliko več možganskih koščkov členonožcev, da bi prepričali naysayers, da se starodavni možgani lahko fosilizirajo.
"Cenimo avtorjeva prizadevanja, da utemeljijo njihove rezultate kot resnično živčno tkivo, vendar ostajajo skeptični, medtem ko podatki prihajajo le iz dveh fosilov," je dejal Liu. "Novi podatki so vedno dobrodošli, a kot smo že ugotovili, bi bili bolj prepričani, če bi se anatomske značilnosti pojavile v dosledni obliki v več vzorcih neodvisno."
