По данным международной команды палеонтологов, кембрийский членистоногий окаменелости, найденный в Китае, является самой ранней известной окаменелостью, чтобы показать мозг.Это изображение показывает почти неповрежденную окаменелость Fuxianhuia protensa (Ксиэоя Ма / Николас Штраусфельд)Включенный в аргиллиты, депонированные во время кембрийского периода 520 миллионов лет назад в, то, что сегодня является провинцией Юньнань в Китае, окаменелости приблизительно 3 дюйма длиной, которая принадлежит разновидностям Fuxianhuia protensa, представляет потухшее происхождение членистоногих, объединяющих продвинутую мозговую анатомию с примитивным чертежом корпуса. Окаменелость обеспечивает недостающее звено, которое проливает свет на эволюционную историю членистоногих, таксономическая группа, которая включает ракообразных, паукообразных насекомых и насекомых.
Исследователи называют свою находку поддающимся трансформации открытием, которое могло решить давние дебаты о том, как и когда сложные мозги развились.“Никто не ожидал, что такой продвинутый мозг разовьется настолько рано в истории многоклеточных животных”, сказал профессор Николас Штраусфельд, нейробиолог с Аризонским университетом и ведущий автор статьи, описывающей открытие в журнале Nature.Палеонтологи и эволюционные биологи должны все же договориться точно, как членистоногие развились, особенно на том, на что общий предок был похож, который дал начало насекомым. “Были очень длинные дебаты о происхождении насекомых.
До сих пор ученые одобрили один из двух сценариев”.Некоторые полагают, что насекомые развились из предок, который дал начало malacostracans, группе ракообразных, которые включают крабов и креветки, в то время как другие указывают на происхождение реже известных ракообразных, названных branchiopods, которые включают, например, артемию. Поскольку мозговая анатомия branchiopods намного более проста, чем тот из malacostracans, они рассматривались как более вероятные предки членистоногого происхождения, которое даст начало насекомым. Однако открытие сложной мозговой анатомии в в других отношениях примитивном организме, таком как Fuxianhuia делает этот сценарий вряд ли.
“Матчи формы тот из сопоставимого размерного современного malacostracan”, пишут авторы в газете. “Окаменелость поддерживает гипотезу, что branchiopod мозги развились из ранее комплекс к более простой архитектуре вместо наоборот “.Эта гипотеза явилась результатом neurocladistics, область, введенная впервые профессором Штраусфельдом, который пытается восстановить эволюционные отношения среди организмов на основе анатомии их нервной системы. Обычные cladistics, с другой стороны, обычно смотрят на полную морфологию организма или молекулярные данные, такие как последовательности ДНК.
“Я потратил лихорадочные пять часы в микроскопе рассечения, прошлые часы моего визита там, фотографирования, фотографирования, фотографирования”, сказал он. “И я понял, что этот мозг на самом деле включает три последовательных neuropils в оптических регионах, который является чертой malacostracans, не branchiopods”.Neuropils – части членистоногого мозга, которые выполняют конкретные функции, такие как сбор и обработка входа от сенсорных органов. Например, рецепторы аромата в антеннах телеграфированы к обонятельному neuropils, в то время как глаза соединяются с neuropils в оптических лепестках. Когда профессор Штраусфельд проследил фоссилизируемые схемы мозга Фуксиэнхуии, он понял, что у него было три оптических neuropils на каждой стороне, которые однажды были, вероятно, связаны нервными волокнами в крестообразно образце, как это происходит у насекомых и malacostracans.
Мозг также состоял из трех сплавленных сегментов, тогда как в branchiopods только два сегмента сплавлены.“В branchiopods всегда есть только два визуальных neuropils, и они не связаны, пересекая волокна”, сказал профессор Штраусфельд. “В принципе Фуксиэнхуия – очень современный мозг у древнего животного.
Окаменелость поддерживает идею, что, как только основной мозговой дизайн развился, это изменялось мало со временем. Вместо этого периферийные компоненты, такие как глаза, антенны и другие придатки, сенсорные органы, и т.д., подверглись большой диверсификации и специализировались на различных задачах, но все включили ту же самую основную схему”.
“Замечательно, как постоянный наземный образец нервной системы оставался в течение, вероятно, больше чем 550 миллионов лет”, сказал профессор Штраусфельд. “Основная организация вычислительной схемы, которая имеет дело, скажем, с обонянием, кажется, совпадает с той, которая имеет дело с видением или механической сенсацией”.