Mrlje od tinte pronađene u fosilima bića poput bubica stara 500 milijuna godina mogu biti lijepo očuvana, simetrična tkiva mozga. Nalazi fosila mogu pomoći da se odmori gorljiva znanstvena kontroverza - pitanje može li se mozak fosilizirati.
Znanstvenici su otkrili ove mrlje u fosilima člankonožaca Alalcomenaeus, životinja koja svoj lik dijeli s modernim insektima, paucima i rakovima. Životinje su živjele tijekom kambrijskog razdoblja, koje se odvijalo prije otprilike 543 milijuna do 490 milijuna godina, i odnijele su čvrsti egzoskelet koji se dobro fosilizirao. Ali meka tkiva mozga i živaca bića često propadaju i zbog toga su nestali iz zapisa o fosilima.
Sada, nova studija, objavljena 11. prosinca u časopisu Proceedings of the Royal Society B, opisuje ne jedno nego dva Alalcomenaeus fosili zajedno s mozgom i svim njihovim ukrasima.
"Ono čime se bavimo u zapisu fosila jesu izvanredne okolnosti. To nije uobičajeno - ovo je super, super rijetko", rekao je koautor Javier Ortega-Hernández, paleobiolog beskralježnjaka na Sveučilištu Harvard i kustos Harvardskog muzeja usporedbe Zoologija. Prije toga, paleontolozi su identificirali samo jedan drugog Alalcomenaeus uzorak je mislio da ima živčano tkivo, ali je nalaz bio zadovoljan skepticizmom. Uz još dva uzorka, znanstvenici se sada mogu uvjeriti da se živčano tkivo doista može fosilizirati i naći u iznimnim fosilima kambrijskog člankonožaca, rekla je Ortega-Hernández.
Dugotrajna rasprava
Osim Ortega-Hernándeza i njegovog tima, samo je nekolicina istraživača izvijestila da su pronašli fosilizirano živčano tkivo kod člankonožaca u kambrijskom razdoblju. U radu iz 2012., znanstvenici su opisali prve dokaze fosiliziranog mozga člankonožaca, u malom stvorenju zvanom Fuxianhuia protensa, Iako je široko objavljeno u medijima, izvješće je privuklo kritičare.
"Rekli su:" Glupost, puno gluposti "," rekao je Nicholas Strausfeld, regent profesor na odsjeku neuroznanosti na Sveučilištu u Arizoni i koautor studije iz 2012., kao i nekoliko drugih o značajkama sličnim mozgu u člankonožaca. Neki paleontolozi tvrdili su da, na temelju našeg razumijevanja kako životinje propadaju, umrljani primjerci Strausfelda i drugih koji su otkopani ne bi mogli sadržavati živčano tkivo, rekao je Strausfeld. Neki su teoretizirali da mrlje od mozga moraju biti ili neobična fosilizacija fosilizacije ili fosilizirani slojevi bakterija, poznati kao biofilmi.
Ali sada, nova studija Ortega-Hernándeza i njegovih kolega služi kao "stvarno ugodna potvrda ranijeg rada", izjavio je Strausfeld za Live Science. "Određen je puno prigovora ljudi."
Ortega-Hernández i njegovi koautori u svojoj su studiji otkrili novo Alalcomenaeus fosil pokopan u Utahu u području geoloških depresija poznatih kao američki Veliki sliv. Autori su primijetili simetrične mrlje duž središnje linije bića koje nalikuju strukturama živčanog sustava koje se nalaze u nekim modernim člankonožcima, uključujući rakove potkove, paukove i škorpione. "Živčani sustav i crijeva se međusobno ukrštaju, što je doista funky, ali uobičajeno kod artropoda u današnje vrijeme", rekla je Ortega-Hernández za Live Science.
Mrlje su također sadržavale uočljive razine ugljika, ključnog elementa u živčanom tkivu. Tamni žljebovi također su se ugurali u životinje na četiri oka, kao što bi se moglo očekivati od tkiva živčanog sustava. Provjerivši sve ove kriterije, Ortega-Hernández je rekao da može pouzdano prijaviti pronalazak fosiliziranog živčanog tkiva u novopečenom uzorku.
No da bi još jednom provjerili svoja otkrića, autori su također ispitali trenutak Alalcomenaeus fosil iz američkog Velikog bazena. Izvorno iskopan u 1990-ima, uzorak je na novi pronađeni fosil izbacio slične mrlje i ugljene tragove. Štoviše, oba fosila iz Velikog sliva podudaraju se s opisima drugog primjerka koji je Strausfeld pronašao u Kini. Sva tri fosila pronađena su pokopana u sličnim naslagama, što ukazuje da je jedinstven način očuvanja omogućio da se svi materiji njihovog mozga fosiliziraju, rekla je Ortega-Hernández.
Protuargumenti
Iako su Ortega-Hernández i njegovi kolege provjeravali i dvostruko provjeravali njihov rad, autori "uglavnom moraju biti oprezni pri tvrdnji da su pronašli pravi fosilni mozak", Jianni Liu, profesorica Instituta za rani život na Odjelu za geologiju pri Sveučilište Sjeverozapad u Kijanu, Kina, uživo je odgovorilo e-poštom. Liu tvrdi da su mrlje od mrlje uočene na kambrijskim fosilima možda "pomalo slučajan učinak procesa propadanja", a ne ostaci moždane materije.
U studiji za 2018. godinu, Liu i njezini kolege pregledali su oko 800 fosiliziranih uzoraka i otkrili da gotovo 10% sadrži mrlje od mrlje u predjelu glave. Autori su pregledali prethodna istraživanja propadanja životinja te otkrili da živčano tkivo ima tendenciju propadanja, ali bakterije u crijevima se mogu zalijepiti i "stvarati ove takozvane biofilme kao zračeći koji pomalo podsjećaju na dijelove živčanog sustava", napisao je Liu.
Nekoliko paleontologa, uključujući Strausfelda, istaknulo je da Liu nije ispitao fosile koji navodno sadrže moždano tkivo, a da nedostatak primarnih dokaza označava "glavni nedostatak" u njenoj studiji. Štoviše, uzorci koje je Liu pregledao sadržavale su asimetrične mrlje, a ne simetrične, što znači da ih ionako ne bi tumačili kao moždano tkivo, rekao je Strausfeld.
Uz to, studije propadanja često mjere propadanje tkiva u vodi, dok zakopani fosili djeluju s mnoštvom kemikalija koje se nalaze u sedimentu oko njih, rekla je Ortega-Hernández. Na primjer, neke studije sugeriraju da kombinacija gline i vode pokreće postupak "kemijskog štavljenja" koji učvršćuje meka tkiva u tijelu, slično kao kako pojedine kemikalije mogu transformirati gipku kravu u kožu, rekla je Ortega-Hernández.
Potrebno je uložiti više posla na rasvjetljavanju uloge sedimenata u očuvanju fosila, no do sada, obilni dokazi govore da se člankonožac nalazi pod velikim pritiskom kako bi se vremenom očvrsnuo, rekao je Strausfeld. Mozak i živci u životinji se usporavaju u procesu i budući da živčano tkivo sadrži puno masti, strukture odbijaju vodu i "imaju određeni otpor protiv propadanja", rekao je.
Unatoč dokazima u njihovu korist, Ortega-Hernández, Strausfeld i njihovi kolege možda će trebati iskopati mnogo više mozgova člankonožaca kako bi uvjerili najavere da drevni mozak može fosilizirati.
"Cijenimo pokušaje autora da opravdaju njihove rezultate kao istinsko živčano tkivo, ali ostajemo sumnjičavi dok podaci dolaze iz samo dva fosila", rekao je Liu. "Novi su podaci uvijek dobrodošli, ali kao što smo prethodno napomenuli, bili bismo uvjereniji ako bi se anatomska obilježja pojavila u konzistentnom obliku na više uzoraka neovisno."
