Inkoustová skvrna nalezená ve fosiliích 500 miliónů let starých bugovitých tvorů může být krásně zachovaná symetrická mozková tkáň. Fosilní nález může pomoci položit ohnivou vědeckou diskusi k odpočinku - otázka, zda mozky mohou být zkamenělé.
Vědci objevili tyto skvrny v fosiliích členovců Alalcomenaeus, zvíře, které sdílí svůj kmen s moderním hmyzem, pavouky a korýši. Zvířata žila v období kambria, které se odehrálo před asi 543 miliony až 490 miliony let, a vychovávala tvrdý exoskelet, který byl dobře zkamenělý. Měkké tkáně mozku a nervů stvoření se však často rozpadaly, a proto zmizely z fosilních záznamů.
Nová studie, publikovaná 11. prosince v časopise Proceedings of Royal Society B, nepopisuje jednu, ale dvě Alalcomenaeus fosílie kompletní s mozky a všechny jejich ověsy.
„Ve fosilních záznamech se zabýváme výjimečnými okolnostmi. To není běžné - to je super, velmi vzácné,“ uvedl spoluautor Javier Ortega-Hernández, paleobiolog bezobratlých na Harvardské univerzitě a kurátor Harvardova muzea srovnávací Zoologie. Dříve paleontologové identifikovali pouze jednoho dalšího Alalcomenaeus vzorek měl nervovou tkáň, ale nález se setkal se skepticismem. S dalšími dvěma exempláři v ruce si vědci mohou být jisti, že nervová tkáň může být ve skutečnosti zkamenělá a nalezena ve výjimečných fosíliích členovců v kambrijských členovcích, řekl Ortega-Hernández.
Dlouhodobá debata
Kromě Ortega-Hernándeza a jeho týmu pouze hrstka vědců uvedla, že v zkamenělých členovcích článků nalezla zkamenělé nervové tkáně. V dokumentu z roku 2012 vědci popsali první důkaz fosilního mozku členovců v malém stvoření zvaném Fuxianhuia protensa. Přestože byla zpráva široce zahrnuta v médiích, přitahovala kritiky.
„Řekli:„ Smetí, hodně nesmyslů, “řekl Nicholas Strausfeld, profesor regentů na katedře neurovědy na Arizonské univerzitě a spoluautor studie 2012, stejně jako několik dalších o mozkových rysech v členovci. Někteří paleontologové argumentovali, že na základě našeho chápání toho, jak se zvířata rozkládají, obarvené vzorky Strausfeld a další odhalené nemohly obsahovat nervovou tkáň, řekl Strausfeld. Někteří se domnívali, že mozkové skvrny musí být buď divná fluktuace zkamenělosti nebo zkamenělé vrstvy bakterií, známé jako biofilmy.
Nyní však nová studie Ortega-Hernándeze a jeho kolegů slouží jako „opravdu potěšující ověření předchozí práce,“ řekl Strausfeld pro Live Science. "Odložil spoustu námitek od lidí."
Ve své studii Ortega-Hernández a jeho spoluautoři objevili nový Alalcomenaeus fosilie pohřbená v Utahu v oblasti geologických depresí známých jako americká velká pánev. Autoři zaznamenali symetrické skvrny podél středové linie stvoření, které připomínaly struktury nervového systému nalezené v některých moderních členovcích, včetně krabů podkovy, pavouků a štírů. „Nervový systém a střeva se navzájem kříží, což je v dnešní době opravdu zábavné, ale u členovců běžně běžné,“ řekl Ortega-Hernández Live Science.
Skvrny také obsahovaly detekovatelné hladiny uhlíku, klíčového prvku v nervové tkáni. Tmavé skvrny se také zapojily do čtyř očí zvířete, jak by se dalo očekávat u tkáně nervového systému. Když Ortega-Hernández zkontroloval všechna tato kritéria, řekl, že může s jistotou oznámit, že v nově nalezeném vzorku nalezl zkamenělou nervovou tkáň.
Autoři však také zkoumali své nálezy, aby znovu zkontrolovali svá zjištění Alalcomenaeus fosilie z americké velké pánve. Vzorek, který byl původně vykopán v 90. letech, vykazoval podobné skvrny a stopy uhlíku jako nově objevená fosilie. Fosílie Velké pánve navíc odpovídaly popisům jiného vzorku, který Strausfeld našel v Číně. Všechny tři fosílie byly nalezeny pohřbeny v podobných ložiscích, což naznačuje, že jedinečný proces konzervace umožnil zkamenění celé jejich mozkové hmoty, řekl Ortega-Hernández.
Protiargumenty
Přestože Ortega-Hernández a jeho kolegové kontrolovali a dvakrát kontrolovali svou práci, autoři „obecně musí být opatrní, když tvrdí, že našli skutečný fosilní mozek,“ Jianni Liu, profesor Ústavu raného života na katedře geologie na Northwest University v Xi'an, Čína, řekl Live Science v e-mailu. Liu tvrdí, že skvrnitá skvrna pozorovaná v kambrických fosiliích může být spíše „mírně náhodným efektem procesu rozpadu“ než zbytky mozkové hmoty.
Ve studii z roku 2018 Liu a její kolegové zkoumali asi 800 zkamenělých vzorků a zjistili, že téměř 10% obsahovalo inkoustové skvrny v oblasti hlavy. Autoři zhodnotili předchozí studie rozpadu zvířat a zjistili, že nervová tkáň má tendenci rychle se rozkládat, ale střevní bakterie se mohou držet a „produkovat tyto takzvané biofilmy jako vyzařující, které vypadají trochu jako části nervového systému,“ napsal Liu.
Několik paleontologů, včetně Strausfeldu, zdůraznilo, že Liu nedokázala prozkoumat fosílie, které údajně obsahovaly mozkovou tkáň, a že nedostatek primárních důkazů znamená ve své studii „hlavní nedostatek“. Kromě toho vzorky, které Liu zkoumala, obsahovaly spíše asymetrické skvrny než symetrické, což znamená, že by stejně nebyly interpretovány jako mozková tkáň, řekl Strausfeld.
Studie rozpadu navíc často měří rozpad tkáně ve vodě, zatímco pohřbené fosílie interagují s množstvím chemikálií nesených v sedimentu kolem nich, řekl Ortega-Hernández. Například některé studie naznačují, že kombinace jílů a vodních skoků začíná proces „chemického opalování“, který zpevňuje měkké tkáně v těle, podobně jako konkrétní chemikálie mohou přeměnit pružnou kravskou kůži na kůži, řekl Ortega-Hernández.
Pro objasnění úlohy sedimentu při zachování fosilních látek je třeba udělat více, ale od nynějška početné důkazy naznačují, že členovci zůstávají v průběhu času vystaveni intenzivnímu tlaku, řekl Strausfeld. Mozek a nervy uvnitř zvířete se během procesu zplošťují a protože nervová tkáň obsahuje spoustu tuku, struktury odpuzují vodu a „mají určitý odpor proti rozkladu“, řekl.
Přes důkazy ve jejich prospěch, Ortega-Hernández, Strausfeld a jejich kolegové mohou potřebovat vykopat mnohem více členovců mozkové kousky, aby přesvědčili nevolníky, že starověké mozky mohou zkameněliny.
"Oceňujeme snahu autorů zdůvodnit své výsledky jako skutečné nervové tkáně, ale zůstáváme skeptičtí, zatímco data pocházejí pouze ze dvou fosilií," uvedl Liu. „Nová data jsou vždy vítána, ale jak jsme již poznamenali, byli bychom přesvědčenější, kdyby se anatomické rysy objevily v konzistentní podobě na několika vzorcích nezávisle.“
