Musteväriset tahrat, joita löytyy 500 miljoonan vuoden ikäisten bugimaisten olentojen fossiileista, voivat olla kauniisti säilyneitä, symmetrisiä aivokudoksia. Fossiilitutkimus voi auttaa levittämään kiivasta tieteellistä kiistaa lepäämiseen - kysymys siitä, voidaanko aivot fossiilistua.
Tutkijat löysivät nämä pilkolliset jäljet niveljalkaisten fossiileista Alalcomenaeus, eläin, joka jakaa turvapaikkansa nykyaikaisten hyönteisten, hämähäkkien ja äyriäisten kanssa. Eläimet eläivät kambriusaikana, joka tapahtui noin 543–490 miljoonaa vuotta sitten, ja urheili kovaa exoskeletonia, joka fossiloitui hyvin. Mutta olennon aivojen ja hermojen pehmytkudokset usein rappeutuivat ja hävisivät sen vuoksi fossiilisten aineiden rekisteristä.
Nyt uudessa tutkimuksessa, joka julkaistiin 11. joulukuuta päiväkirjassa Proceedings of the Royal Society B, kuvataan ei yksi vaan kaksi Alalcomenaeus fossiilit täydellisinä aivoilla ja niiden koristeilla.
"Se mitä olemme tekemisissä fossiilisten aineistojen kanssa, ovat poikkeukselliset olosuhteet. Tämä ei ole yleistä - tämä on erittäin hienoa, erittäin harvinaista", sanoi avustaja Javier Ortega-Hernández, Harvardin yliopiston selkärangaton paleobiologi ja Harvardin vertailumuseon kuraattori. Eläintiede. Aikaisemmin paleontologit ovat tunnistaneet vain toisen Alalcomenaeus näytteellä ajateltiin olevan hermostunut kudos, mutta löytö kohdettiin skeptisesti. Kun kaksi muuta näytettä on kädessä, tutkijat voivat nyt olla varmoja siitä, että hermostunut kudos voi tosiasiassa fossiilistua ja löytyä poikkeuksellisista kambriusalaisista niveljalkaisten fossiileista, Ortega-Hernández sanoi.
Pitkäaikainen keskustelu
Ortega-Hernándezin ja hänen tiiminsä lisäksi vain kourallinen tutkijoita on ilmoittanut löytäneensä fossiilisoituneita hermoja kudosta kambriusajan niveljalkaisista. Vuoden 2012 lehdessä tutkijat kuvasivat ensimmäisiä todisteita fossiilisoitujen niveljalkaisten aivoista pienessä nimeltään olennossa Fuxianhuia protensa. Vaikka raportti on laajalti lehdistössä, raportti herätti kriitikkoja.
"He sanoivat:" Roskaa, paljon hölynpölyä "", sanoi Nicholas Strausfeld, Arizonan yliopiston neurotieteen laitoksen regenssiprofessori ja vuoden 2012 tutkimuksen yhteis kirjoittaja, samoin kuin useat muutkin aivojen kaltaisista piirteistä. niveljalkaiset. Jotkut paleontologit väittivät, että perustuen käsitykseemme siitä, kuinka eläimet rappeutuvat, Strausfeldin ja muiden etsimättömät värjätyt näytteet eivät saattaneet sisältää hermo kudosta, Strausfeld sanoi. Jotkut teoriassa väittivät, että aivojen tahrojen on oltava joko omituisia fossiilisuudesta johtuvia tai fossiilisoituneita bakteerikerroksia, joita kutsutaan biokalvoiksi.
Mutta nyt Ortega-Hernándezin ja hänen kollegoidensa uusi tutkimus toimii "todella miellyttävänä vahvistuksena aikaisemmalle työlle", Strausfeld kertoi Live Sciencelle. "Hän on lepäänyt paljon ihmisten vastalauseita."
Ortega-Hernández ja hänen tekijänsä paljastivat tutkimuksessaan uuden Alalcomenaeus fossiilinen haudattu Utahiin geologisten masennusten alueelle, joka tunnetaan nimellä Amerikan suuri bassein. Kirjoittajat havaitsivat symmetrisiä tahroja olennon keskiviivalla, jotka muistuttivat hermojärjestelmän rakenteita, joita löytyy joistakin nykyajan niveljalkaisista, mukaan lukien hevosenkengän rapuja, hämähäkkejä ja skorpioneja. "Hermosto ja suolet risteävät toisiaan, mikä on todella funky, mutta yleinen niveljalkaisille nykyään", Ortega-Hernández kertoi Live Science: lle.
Värjäykset sisälsivät myös havaittavissa olevia hiilen tasoja, hermostokudoksen avaintekijää. Pimeät läiskät kiinnittyivät myös eläimen neljään silmään, kuten hermojärjestelmän kudokselle voidaan odottaa. Tarkistanutan kaikki nämä kriteerit, Ortega-Hernández kertoi voivansa luottavaisesti ilmoittaa löytäneensä fossiilisoituneen hermokudoksen uudelle löydetystä näytteestä.
Mutta tarkistaakseen havaintonsa tekijät kirjoittivat myös toisen Alalcomenaeus fossiili Amerikan suuraltaalta. Alun perin kaivettu 1990-luvulla, näyte urheili samanlaisia tahroja ja hiilen jälkiä kuin uusi fossiili. Lisäksi molemmat suurten vesistöjen fossiilit vastasivat kuvauksia toisesta yksilöstä, jonka Strausfeld löysi Kiinasta. Kaikkien kolmen fossiilin on löydetty haudattuna samanlaisiin kerrostumiin, mikä osoittaa, että ainutlaatuinen säilöntäprosessi antoi heidän kaikkien aivojensa fossiilistua, Ortega-Hernández sanoi.
Vasta-argumentit
Vaikka Ortega-Hernández ja hänen kollegansa tarkastivat ja tarkistivat työnsä, kirjoittajien "on yleensä oltava varovaisia väittäessään löytäneensä aitoja fossiilisia aivoja", Jianni Liu, professori Varhaisen elämän instituutista geologian laitoksella. Kiinan Xi'anissa sijaitseva Luoteinen yliopisto kertoi Live Sciencelle sähköpostissa. Liu väittää, että kambriumin fossiileissa havaitut loukkaantuneet tahrat saattavat olla "hiukan satunnainen vaikutus rappeutumisprosessiin" kuin aivojen jäännökset.
Vuonna 2018 tehdyssä tutkimuksessa Liu ja hänen kollegansa tutkivat noin 800 kivettynyttä näytettä ja havaitsivat, että lähes 10% sisälsi musteisia tahroja pään alueella. Kirjoittajat tarkastelivat aikaisempia tutkimuksia eläinten rappeutumisesta ja havaitsivat, että hermokudoksella on taipumus rappeutua nopeasti, mutta suolen bakteerit voivat tarttua ympärilleen ja "tuottaa näitä ns. Biokalvoja säteilevinä, jotka näyttävät hiukan kuin hermoston osista", Liu kirjoitti.
Useat paleontologit, mukaan lukien Strausfeld, huomauttivat, että Liu ei tutkinut fossiileja, joissa kerrottiin olevan aivokudosta, ja että alkuperäisten todisteiden puute merkitsee tutkimuksessaan "suurta puutetta". Lisäksi näytteet, joita Liu tutki, sisälsi pikemminkin epäsymmetrisiä kuin symmetrisiä tahroja, mikä tarkoittaa, että niitä ei olisi muuten tulkittu aivokudokseen, Strausfeld sanoi.
Lisäksi hajoamistutkimuksissa mitataan usein kudosten hajoamista vedessä, kun taas haudatut fossiilit ovat vuorovaikutuksessa lukuisten kemikaalien kanssa, joita ympäröivissä sedimentissä on mukana, Ortega-Hernández sanoi. Esimerkiksi jotkut tutkimukset viittaavat siihen, että saven ja veden yhdistelmä käynnistää "kemiallisen parkitus" -prosessin, joka karkaistaa kehon pehmytkudoksia, samalla tavalla kuin tietyt kemikaalit voivat muuttaa lehmän joustavat nahat nahaksi, Ortega-Hernández sanoi.
Sedimentin roolin selvittämisessä fossiilisten aineiden säilyttämisessä on tehtävä enemmän työtä, mutta jo nyt on olemassa runsaasti todisteita siitä, että niveljalkaisten pysyvän voimakkaan paineen alla kiinteytyvät ajan myötä, Strausfeld sanoi. Eläimen aivot ja hermot tasoittuvat prosessissa, ja koska hermostunut kudos sisältää paljon rasvaa, rakenteet hylkivät veden ja "ovat jonkin verran vastustuskykyisiä rappeutumista vastaan", hän sanoi.
Huolimatta heidän hyväkseen esitetyistä todisteista Ortega-Hernández, Strausfeld ja heidän kollegansa saattavat joutua kaivaamaan paljon enemmän niveljalkaisten aivojen osia vakuuttaakseen naysayerit, että muinaiset aivot voivat fossiilistua.
"Arvostamme kirjoittajien pyrkimyksiä perustella tulokset aidoksi hermo kudokseksi, mutta olemme skeptisiä, vaikka tiedot ovat peräisin vain kahdesta fossiilista", Liu sanoi. "Uudet tiedot ovat aina tervetulleita, mutta kuten aiemmin huomautimme, olisimme vakuuttuneempia, jos anatomiset piirteet esiintyisivät yhtenäisessä muodossa useiden näytteiden välillä itsenäisesti."
