Οι κηλιδωμένοι λεκέδες που απαντώνται σε απολιθώματα 500 εκατομμυρίων ετών που μοιάζουν με σφάλματα μπορεί να είναι όμορφα διατηρημένοι, συμμετρικοί ιστός του εγκεφάλου. Το εύρημα των απολιθωμάτων μπορεί να βοηθήσει να τεθεί μια έντονη επιστημονική αντιπαράθεση για να ξεκουραστεί - το ερώτημα αν οι εγκέφαλοι μπορούν να απολιθωθούν.
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν αυτά τα σημάδια σκνίπας στα απολιθώματα του αρθρόποδου Alalcomenaeus, ένα ζώο που μοιράζεται το φύλο του με σύγχρονα έντομα, αράχνες και καρκινοειδή. Τα ζώα ζούσαν κατά τη διάρκεια της Καμπριανής περιόδου, η οποία έλαβε χώρα μεταξύ περίπου 543 εκατομμυρίων και 490 εκατομμυρίων ετών πριν, και έφεραν ένα σκληρό εξωσκελετό που απολιθώθηκε καλά. Αλλά οι μαλακοί ιστοί του εγκεφάλου και των νεύρων του πλάσματος συχνά αποσυντέθηκαν και κατά συνέπεια εξαφανίστηκαν από τα απολιθωμένα ρεκόρ.
Τώρα, μια νέα μελέτη, που δημοσιεύτηκε στις 11 Δεκεμβρίου στο περιοδικό Proceedings της Βασιλικής Εταιρείας Β, δεν περιγράφει κανέναν αλλά δύο Alalcomenaeus απολιθώματα γεμάτα με εγκεφάλους και όλες τις διακοσμήσεις τους.
"Αυτό που έχουμε να κάνουμε με τα απολιθώματα είναι εξαιρετικές περιστάσεις. Αυτό δεν είναι συνηθισμένο - αυτό είναι σούπερ, σπάνιο", δήλωσε ο συντάκτης Javier Ortega-Hernández, παλαιοβιολόγος στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και επιμελητής του Μουσείου Συγκριτικού Μουσείου του Χάρβαρντ Ζωολογία. Προηγουμένως, οι παλαιοντολόγοι έχουν εντοπίσει μόνο ένα άλλο Alalcomenaeus το δείγμα σκέφτηκε να έχει νευρικό ιστό, αλλά το εύρημα συναντήθηκε με σκεπτικισμό. Με δύο ακόμη δείγματα στο χέρι, οι επιστήμονες μπορούν τώρα να είναι σίγουροι ότι ο νευρικός ιστός μπορεί στην πραγματικότητα να απολιθωθεί και να βρεθεί στα εξαιρετικά απολιθώματα των αρθρόποδων Cambrian, δήλωσε ο Ortega-Hernández.
Μακρόχρονη συζήτηση
Εκτός από τον Ortega-Hernández και την ομάδα του, μόνο μια χούφτα ερευνητές έχουν αναφέρει την εύρεση απολιθωμένου νευρικού ιστού σε αρθρόποδα της Cambrian-period. Σε μια δημοσίευση του 2012, οι επιστήμονες περιέγραψαν την πρώτη απόδειξη ενός απολιθωμένου εγκεφάλου αρθρόποδου, σε ένα μικροσκοπικό πλάσμα που ονομάζεται Fuxianhuia protensa. Παρόλο που καλύφθηκε ευρέως από τα μέσα ενημέρωσης, η έκθεση προσέλκυσε κριτικούς.
"Είπαν," Σκουπίδια, πολλές ανοησίες ", δήλωσε ο Νίκολας Στράουσφελντ, καθηγητής αντιφρονούντων στο τμήμα νευροεπιστήμης του Πανεπιστημίου της Αριζόνα και συν-συγγραφέας της μελέτης του 2012, καθώς και αρκετοί άλλοι για τα χαρακτηριστικά του εγκεφάλου αρθρόποδα. Κάποιοι παλαιοντολόγοι ισχυρίστηκαν ότι, με βάση την κατανόησή μας για το πώς τα ζώα αποσυντίθενται, τα βαμμένα δείγματα Strausfeld και άλλοι αποκάλυψαν ότι δεν θα μπορούσαν ενδεχομένως να περιέχουν νευρικό ιστό, είπε ο Strausfeld. Κάποιοι θεωρούν ότι οι λεκέδες του εγκεφάλου πρέπει να είναι είτε ένα παράξενο τρεφόμενο απολιθωμένο ή απολιθωμένο κλίνη βακτηρίων, γνωστό ως βιοφίλμ.
Αλλά τώρα, η νέα μελέτη του Ortega-Hernández και των συναδέλφων του χρησιμεύει ως "μια πραγματικά ευχάριστη επικύρωση προηγούμενων εργασιών", είπε ο Strausfeld στο Live Science. "Έχει θέσει για να ξεκουραστούν πολλές αντιρρήσεις από τους ανθρώπους."
Στη μελέτη τους, ο Ortega-Hernández και οι συν-συγγραφείς του αποκάλυψαν ένα νέο Alalcomenaeus απολιθωμένο ορυκτό στη Γιούτα μέσα σε μια περιοχή γεωλογικών καταθλίψεων γνωστή ως Αμερικανική Μεγάλη Λεκάνη. Οι συγγραφείς σημείωσαν συμμετρικούς λεκέδες κατά μήκος της μεσαίας γραμμής του πλάσματος που μοιάζουν με δομές του νευρικού συστήματος που βρίσκονται σε μερικά σύγχρονα αρθρόποδα, συμπεριλαμβανομένων καβούρια πετάλων, αράχνες και σκορπιούς. "Το νευρικό σύστημα και το έντερο διασχίζουν το ένα το άλλο, το οποίο είναι πραγματικά φανταστικό αλλά συνηθισμένο στα αρθρόποδα σήμερα", δήλωσε ο Ortega-Hernández στο Live Science.
Οι λεκέδες περιείχαν επίσης ανιχνεύσιμα επίπεδα άνθρακα, ένα βασικό στοιχείο στον νευρικό ιστό. Τα σκοτεινά στρώματα συνδέονται επίσης με τα τέσσερα μάτια του ζώου, όπως θα περίμενε κανείς στον ιστό του νευρικού συστήματος. Έχοντας ελέγξει όλα αυτά τα κριτήρια, ο Ortega-Hernández είπε ότι θα μπορούσε να αναφέρει με βεβαιότητα την εύρεση απολιθωμένου νευρικού ιστού στο νεογέννητο δείγμα.
Αλλά για να ελέγξουν τα ευρήματά τους, οι συγγραφείς εξέτασαν επίσης ένα δεύτερο Alalcomenaeus απολιθώματα από την Αμερικανική Μεγάλη Λεκάνη. Αρχικά έσκαψε στη δεκαετία του 1990, το δείγμα έφερε παρόμοιους λεκέδες και ίχνη άνθρακα στο νεοϊδρυόμενο απολίθωμα. Επιπλέον, και τα δύο απολιθώματα της Μεγάλης Λεκάνης συμπλήρωσαν περιγραφές ενός άλλου δείγματος που βρέθηκε ο Στράουσφελντ στην Κίνα. Και τα τρία απολιθώματα είχαν βρεθεί θαμμένα σε παρόμοιες καταθέσεις, υποδεικνύοντας ότι μια μοναδική διαδικασία διατήρησης επέτρεψε την απολιθωμένη όλη τους εγκεφαλική ύλη, δήλωσε ο Ortega-Hernández.
Αντισταθμιστικά
Αν και ο Ortega-Hernández και οι συνεργάτες του έχουν ελέγξει και ελέγξει διπλά το έργο τους, οι συγγραφείς «γενικά πρέπει να είναι προσεκτικοί για να ισχυριστούν ότι έχουν βρει έναν πραγματικό ορυκτό εγκεφάλιο», δήλωσε ο Jianni Liu, καθηγητής στο Early Life Institute στο Τμήμα Γεωλογίας Το Βορειοδυτικό Πανεπιστήμιο στο Xi'an, Κίνα, είπε στο Live Science σε ένα ηλεκτρονικό ταχυδρομείο. Ο Liu υποστηρίζει ότι οι κηλίδες που εμφανίζονται στα απολιθώματα του Καμπριανού μπορεί να είναι ένα "ελαφρώς τυχαίο αποτέλεσμα της διαδικασίας αποσύνθεσης" και όχι τα υπολείμματα της εγκεφαλικής ύλης.
Σε μια μελέτη του 2018, ο Liu και οι συνεργάτες του εξέτασαν περίπου 800 απολιθωμένα δείγματα και διαπίστωσαν ότι σχεδόν το 10% περιείχε μελανές κηλίδες στην περιοχή της κεφαλής. Οι επιστήμονες εξέτασαν τις προηγούμενες μελέτες της αποσύνθεσης των ζώων και διαπίστωσαν ότι ο νευρικός ιστός τείνει να αποσυντεθεί γρήγορα, αλλά τα βακτήρια του εντέρου μπορούν να παραμείνουν και να παράγουν αυτά τα αποκαλούμενα βιοφίλμ ως ακτινοβολία που μοιάζουν με μέρη ενός νευρικού συστήματος.
Αρκετοί παλαιοντολόγοι, συμπεριλαμβανομένου του Strausfeld, επεσήμαναν ότι ο Liu δεν εξέτασε απολιθώματα που περιείχαν εγκεφαλικό ιστό και ότι η έλλειψη πρωτοβάθμιων αποδείξεων σηματοδοτεί «σοβαρή αδυναμία» στη μελέτη του. Επιπλέον, τα δείγματα Liu εξέτασαν περιείχαν ασυμμετρικούς λεκέδες και όχι συμμετρικούς, πράγμα που σημαίνει ότι δεν θα ερμηνεύονταν ως εγκεφαλικός ιστός ούτως ή άλλως, είπε ο Strausfeld.
Επιπλέον, οι μελέτες αποσύνθεσης συχνά μετρούν τη διάσπαση ιστών στο νερό, ενώ τα θαμμένα απολιθώματα αλληλεπιδρούν με ένα πλήθος χημικών ουσιών που μεταφέρονται στο ίζημα γύρω τους, δήλωσε ο Ortega-Hernández. Για παράδειγμα, μερικές μελέτες υποδηλώνουν ότι ένας συνδυασμός πηλού και πηλού νερού ξεκινά μια διαδικασία "χημικής μαυρίσματος" που σκληραίνει τους μαλακούς ιστούς στο σώμα, παρόμοιο με το πώς συγκεκριμένα χημικά μπορούν να μετατρέψουν το δέρμα της ελαφριάς αγελάδας σε δέρμα, δήλωσε ο Ortega-Hernández.
Πρέπει να γίνει περισσότερη δουλειά για να αποσαφηνιστεί ο ρόλος των ιζημάτων στη συντήρηση των ορυκτών, αλλά από τώρα και μετά, υπάρχουν αρκετές αποδείξεις ότι τα αρθρόποδα παραμένουν υπό έντονη πίεση στερεοποιούνται με την πάροδο του χρόνου, σύμφωνα με τον Strausfeld. Ο εγκέφαλος και τα νεύρα μέσα στο ζώο εξομαλύνουν τη διαδικασία και επειδή ο νευρικός ιστός περιέχει πολλά λιπαρά, οι δομές απωθεί το νερό και «έχει κάποια αντίσταση κατά της αποσύνθεσης», είπε.
Παρά τα αποδεικτικά στοιχεία προς όφελός τους, η Ortega-Hernández, ο Strausfeld και οι συνάδελφοί τους ίσως χρειαστεί να σκάψουν πολλά περισσότερα κομμάτια εγκεφάλου αρθροπόδων για να πείσουν τους απίστευτους ότι οι αρχαίοι εγκέφαλοι μπορούν να απολιθωθούν.
"Εκτιμούμε τις προσπάθειες των συγγραφέων να δικαιολογήσουν τα αποτελέσματά τους ως γνήσιο νευρικό ιστό, αλλά παραμένουν σκεπτικοί ενώ τα δεδομένα προέρχονται μόνο από δύο απολιθώματα", δήλωσε ο Liu. "Τα νέα δεδομένα είναι πάντοτε ευπρόσδεκτα, αλλά, όπως σημειώσαμε προηγουμένως, θα είμαστε πιο πεπεισμένοι εάν τα ανατομικά χαρακτηριστικά εμφανίστηκαν με συνεπή τρόπο σε διάφορα δείγματα ανεξάρτητα".
