Bizarný trojoký fosílny mozog práve zmenil naše chápanie evolúcie hmyzu

Fosílny exemplár Stanleycaris hirpex. (Jean-Bernard Caron, © Royal Ontario Museum)

Vo výške viac ako 1 500 metrov nad morom je ťažké si predstaviť čas, keď lom Walcott v Kanade – prvé nálezisko vykopávok v Burgess Shale – zaplavil oceán. A predsa, práve preto sa stal jedným z najznámejších a najunikátnejších nálezísk fosílií na svete.

Pred 508 miliónmi rokov boli tisíce bizarných tvorov okamžite zabité náhlym zosuvom pôdy pod vodou, by sa stal Burgess Shale , čím sa vytvorila časová kapsula pre vedcov, aby mohli nahliadnuť do obdobia stredného kambria.

V tomto čase boli vody oceánu teplé a prekypujúce novými formami života a rad živočíchov tzv rádiodoncie prosperovali zo svojej schopnosti plávať a loviť korisť. Rádiodonty zdieľajú spoločného predka s modernými článkonožcami, ako sú hmyz, pavúkovce a kôrovce, a sú jedným z ikonických kambrických tvorov objavených v Burgess Shale.



Napriek tomu je množstvo fosílií z náleziska také obrovské, že vedcom trvalo viac ako dve desaťročia, kým správne zdokumentovali najkompletnejšie exempláre rádiodenta, aké kedy videli.

Rádiodontické fosílie sú zriedkavé a často fragmentované, čo viedlo k vedeckým sporom o ich interpretáciu. Ale nový výskum - v ktorom vedci analyzovali vyrovnávaciu pamäť 268 exemplárov Stanleycaris hirpex ktoré sa nachádzajú v zbierke Kráľovského múzea v Ontáriu už viac ako dve desaťročia – začala dávať kúsky rádioodontickej evolúcie späť dohromady.

Niektoré exempláre v štúdii boli zachované celé, čo vedcom ponúklo úplný pohľad na ich telesný plán.

Stanleycaris je najmenší zo všetkých známych rádiodontov: ich telá vo fosílnom zázname majú dĺžku od 10 do 83 milimetrov.

A napriek tomu tieto exempláre ponúkli doteraz nevídaný pohľad na mozog Stanleycaris , ktorá sa v 84 fosíliách zachovala s „udivujúcou kvalitou“.

'Dokonca dokážeme rozoznať jemné detaily, ako sú centrá vizuálneho spracovania slúžiace veľkým očiam a stopy nervov vstupujúcich do príveskov,' povedal hlavný autor Joseph Moysiuk .

Moysiuk, doktorand z ekológie a evolučnej biológie na Univerzite v Toronte, povedal, že podrobnosti sú také jasné, že „akoby sme sa pozerali na zviera, ktoré zomrelo včera“.

Fosílie odhalili dva mozgové segmenty: protocerebrum (časť spojená so zloženými očami u moderných článkonožcov) a deutocerebrum (ktorá u živých článkonožcov ovláda nervy v anténach a zohráva úlohu v ich verzii „vône“). In Stanleycaris , tieto segmenty sú spojené s očami a prednými pazúrmi.

Vedci veria Stanleycaris fosílny mozog poskytuje dôkazy o skorej diferenciácii medzi segmentmi hlavy a trupu u článkonožcov.

'Dospeli sme k záveru, že dvojsegmentová hlava a mozog majú hlboké korene v línii článkonožcov a že jej vývoj pravdepodobne predchádzal trojsegmentovému mozgu, ktorý charakterizuje všetkých žijúcich členov tohto rozmanitého živočíšneho kmeňa,' povedal Moysiuk .

Tento tretí segment mozgu článkonožcov, tritocerebrum, ktorý by mohol byť vo všeobecnosti spojený s ústnymi časťami článkonožcov a predným koncom tráviaceho systému zvieraťa, chýbal v Stanleycaris .

Rekonštrukcia S. hirpex plávanie nad fosílnym exemplárom. (Sabrina Cappelli © Royal Ontario Museum)

Ale čo Stanleycaris Možno to chýbalo v mozgoch, viac to vynahradilo v očiach.

„Prítomnosť veľkého tretieho oka Stanleycaris bolo neočakávané,' povedal Jean-Bernard Caron , vedúci doktorandského štúdia Moysiuka a spoluautor príspevku.

Táto vlastnosť, ktorú si rádioodont nikdy predtým nevšimol, viedla výskumníkov k prehodnoteniu iných kambrických panartropódov, kde našli dôkazy o podobných stredných očiach.

Ich objav podporuje teóriu, že stredné oči sú súčasťou „pôdorysu“ článkonožcov spolu so známejším párom bočných očí, ktoré vidíme u tvorov, ako sú kraby.

Vedci tiež zaznamenali, že plávacie klapky rádiodontov vznikli približne v rovnakom čase ako tieto zložitejšie črty oka, o ktorých si myslia, že sa mohli vyvinúť na podporu aktívnejšieho životného štýlu predátora.

'Tieto zvieratá vyzerali ešte bizarnejšie, ako sme si mysleli, ale tiež nám ukazujú, že najskoršie článkonožce si už vyvinuli rôzne komplexné vizuálne systémy ako mnohí z ich moderných príbuzných,' Povedal Caron .

Vedci tiež uviedli, že vzorky rádiodentov sú jedinečne umiestnené na to, aby poskytovali informácie o vývoji článkonožcov od iných blízkych žijúcich príbuzných, ako sú zamatové červy a tardigrady.

„Tieto fosílie sú ako Rosettská doska, ktorá pomáha spájať vlastnosti rádiodontov a iných skorých fosílnych článkonožcov s ich náprotivkami v prežívajúcich skupinách,“ povedal Moysiuk .

Tento dokument je publikovaný v Súčasná biológia .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.