Tkanka mózgowa jest z natury gąbczasta. W przeciwieństwie do kości, muszli czy zębów jest bogata w tłuszcz i szybko gnije, co rzadko pojawia się w zapisie kopalnym.
Kiedy więc Russell Bicknell, paleontolog bezkręgowców z University of New England w Australii, zauważył białą trzask w pobliżu przedniej części ciała skamieniałego kraba, w miejscu, gdzie mógł znajdować się mózg zwierzęcia, był zaskoczony. Bliższe spojrzenie ujawniło niezwykły odcisk mózgu wraz z innymi częściami układu nerwowego stworzenia.
Odkryty z osadów Amazon Creek w północno-wschodnim Illinois, pochodzi sprzed 310 milionów lat i jest pierwszym w historii skamieniałym mózgiem w kształcie podkowy. Raport dr Bicknell i współpracowników Istnienie w zeszłym miesiącu w Journal of Geology.
„Tego typu skamieliny są tak rzadkie, że jeśli natkniesz się na jeden, generalnie będziesz w szoku” – powiedział. „Mówimy o poziomie igieł w chłodnym stogu siana”.
Odkrycie pomaga wypełnić lukę w ewolucji mózgów stawonogów, a także pokazuje, jak niewiele zmieniły się one przez setki milionów lat.
Zachowanie tkanek miękkich wymaga specjalnych warunków. Naukowcy odkryli mózgi zamknięte w skamieniałej żywicy drzewnej, znanej jako bursztyn, która miała mniej niż 66 milionów lat. Odkryli również mózgi zachowane jako płaskie filmy węglowe, czasami zastąpione lub pokryte minerałami znalezionymi w złożach łupków sprzed ponad 500 milionów lat. Osady te obejmują zwłoki stawonogów zamieszkujących oceany, które opadły na dno morskie i zostały szybko zakopane w błocie i uchronione przed natychmiastową degradacją w środowisku o niskiej zawartości tlenu.
Jednak skamieniały mózg Euproops danae, który jest przechowywany w kolekcji w Muzeum Historii Naturalnej Yale Peabody, wymaga zachowania innych warunków.
Stawonogi nie były krabami, ale były blisko spokrewnione z pająkami i skorpionami. Wymarły krab podkowy wielkości jednego rekina został pochowany ponad 300 milionów lat temu w płytkim, słonawym basenie morskim. Syderyt, minerał węglanu żelaza, szybko gromadzi się wokół ciała martwego stworzenia, tworząc pleśń. Z biegiem czasu, wraz z rozkładem tkanek miękkich, pustkę pozostawioną przez mózg wypełnił minerał z białej gliny zwany kaolinitem. To właśnie ten biały odlew na ciemnoszarej skale pomógł dr Bicknellowi odkryć wyjątkowo zachowany odcisk mózgu.
„To zupełnie inna sytuacja, jeśli chodzi o zachowanie mózgu” – powiedział Nicholas Strausfeld, neuroanatom z University of Arizona, który jako jeden z pierwszych zgłosił skamieniałość mózgu stawonogów w 2012 roku, ale nie był zaangażowany w te badania. „To jest miłe.”
Wymarłe Euproopy W mózgu znajdowała się centralna jama, przez którą przechodzi rurka do karmienia i rozgałęziające się nerwy, które łączą się z oczami i nogami zwierzęcia.
Dr Bicknell i współpracownicy porównali tę starożytną strukturę mózgu ze strukturą Limulus polyphemus, rodzaju kraba podkowatego wciąż znajdowanego na wybrzeżu Atlantyku i zauważyli niezwykłe podobieństwo. Podczas gdy krab podkowy wygląda nieco inaczej na zewnątrz, jego wewnętrzna struktura mózgu nie zmieniła się tak naprawdę, mimo że dzieli ją ponad 300 milionów lat.
„To tak, jakby zestaw płyt głównych pozostał stały w czasie geologicznym, podczas gdy obwody peryferyjne zostały inaczej zmodyfikowane” – powiedział dr Straussfeld.
chociaż Skamieniałość E. danae była w przeszłości badana przez innych badaczy pod kątem jej kształtu i wymiarów, a mózg, który jest mniejszy od ziarna ryżu, pozostał niezauważony. „Jeśli nie szukasz tej konkretnej funkcji, nie zobaczysz jej” – powiedział dr Bicknell. „Tworzysz w głowie obraz badawczy”.
Dzięki szczęśliwemu odkryciu tego dobrze zachowanego starożytnego mózgu naukowcy mają nadzieję znaleźć więcej przykładów w innych skamielinach z osadów Mazon Creek.
„Jeśli taki istnieje, musi być ich więcej” – powiedział Javier Ortega Hernandez, paleontolog bezkręgowców z Muzeum Zoologii Porównawczej Uniwersytetu Harvarda i współautor badania.
„Podróżujący ninja. Rozrabiaka. Badacz bekonów. Ekspert od ekstremalnych alkoholi. Obrońca zombie.”
