Скам’янілість крихітного морського черв’яка, що жив 525 мільйонів років тому, вирішила вікову суперечку про еволюцію мозку членистоногих. Дослідження показало, що мозок перших членистоногих не був сегментований, а нервова система голови і тулуба еволюціонувала незалежно.
Скам’янілість голови C. Catenulum, пурпуровим кольором відзначені структури мозку / © Nicholas Strausfeld
Вчені з Університету Арізони (США) надали перший докладний опис червоподібної істоти Cardiodictyon catenulum, що жила близько 525 мільйонів років тому. Її останки відмінно збереглися в скелях Південної китайської провінції Юньнань.
З’ясувалося, що скам’янілість довжиною менше півтора сантиметра, вперше виявлена в 1984 році, весь цей час приховувала добре збережену нервову систему. Мозок C. catenulum виявився найдавнішим скам’янілим мозком і допоміг вирішити суперечки про еволюцію нервової системи членистоногих. Результат дослідження опубліковані в журналі Science.
C. catenulum належав до вимерлої групи броньованих лобопод (Scleronychophora), численної на початку кембрію. Ці тварини пересувалися по морському дну за допомогою декількох пар м’яких коротких ніг, позбавлених суглобів. Їх найближчими живими родичами є оніхофори, або оксамитові черв’яки, знайдені в Австралії, Новій Зеландії та Південній Америці.
C. catenulum мав сегментований тулуб, кожна частина якого містила ганглії-нервові вузли. Однак у його мозку не було жодних ознак сегментації. Це відкриття стало абсолютно несподіваним для вчених, оскільки голови і мізки сучасних членистоногих і деяких їх предків протягом довго часу вважалися тільки сегментованими.
- Електричні риби використовують «колективний радар» у каламутній воді
- Коронавірус найчастіше поширюється в готелях, тренажерних залах і ресторанах
На думку авторів роботи, їх знахідка зможе вирішити довгі суперечки про походження і будову голови у членистоногих. Адже з 1880-х років біологи відзначали сегментований вигляд тулуба членистоногих і екстраполювали це на голову. Дослідження C. catenulum показало, що голови перших членистоногих не були сегментовані, як і їх мозок. Таким чином, мозок і нервова система тулуба, ймовірно, розвивалися окремо.
Дослідники також порівняли мозок C. catenulum з мозком відомих копалин і живих членистоногих, включаючи павуків і багатоніжок. Поєднання детальних анатомічних досліджень копалин та аналізу моделей експресії генів показало, що загальний план організації мозку членистоногих зберігався з кембрію до наших днів.
Вчені відзначили, що принципи, описані в цьому дослідженні, ймовірно, застосовні і до інших тварин, крім членистоногих і їх найближчих родичів. Це має важливе значення для порівняння нервової системи членистоногих з нервовою системою хребетних, в якій передній і середній мозок генетично і еволюційно відрізняються від спинного мозку.