Επιστήμονες ανακάλυψαν εκπληκτικά διατηρημένα νευρικά συστήματα σε απολιθώματα εντόμων 500 εκατομμυρίων ετών

Δύο μικροσκοπικά απολιθώματα, το καθένα μικρότερο από ένα χάπι ασπιρίνης, περιέχουν απολιθωμένο νευρικό ιστό από 508 εκατομμύρια χρόνια πριν. Τα πλάσματα που μοιάζουν με έντομα της Καμβρίου περιόδου θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να συνθέσουν την εξελικτική ιστορία των σύγχρονων αραχνών και σκορπιών.

Παρόλα αυτά, δεν είναι σαφές πού ακριβώς εντάσσονται αυτά τα απολιθώματα -τα οποία ανήκουν στο είδος Mollisonia symmetrica– στο εξελικτικό δέντρο των αρθροπόδων, δήλωσε ο Νίκολας Στράουσφελντ, καθηγητής στο Τμήμα Νευροεπιστήμης του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη.

Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ορισμένα χαρακτηριστικά, όπως τα μάτια και οι νευρικές χορδές των ζώων, μπορούν να αναγνωριστούν σαφώς στα απολιθώματα, άλλα μέρη όμως του νευρικού συστήματος δεν μπορούν να εντοπιστούν τόσο εύκολα. Συγκεκριμένα, δεν είναι σαφές αν τα ζώα φέρουν ή όχι μια δέσμη νεύρων που μοιάζει με τον εγκέφαλο και ονομάζεται synganglion και χωρίς αυτό το βασικό στοιχείο, η σχέση τους με άλλα ζώα παραμένει ασαφής, δήλωσε ο Στράουσφελντ.

«Αντί για αυτό, υπάρχει ένα “χάος” στη μέση του κεφαλιού», δήλωσε ο κύριος συγγραφέας Χαβιέ Ορτέγκα-Χερνάντςζ, παλαιοβιολόγος ασπόνδυλων στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ και έφορος του Μουσείου Συγκριτικής Ζωολογίας του ίδιου πανεπιστημίου. Οι ερευνητές γνωρίζουν ότι αυτό το «χάος» είναι νευρικός ιστός, αλλά δεν μπορούν να διακρίνουν την ακριβή οργάνωσή του.

«Είναι αλήθεια ότι δεν έχουμε χαρτογραφήσει κάθε χαρακτηριστικό του νευρικού συστήματος αυτού του ζώου, επειδή τα απολιθώματα μας λένε μόνο τόσα πολλά», δήλωσε ο επιστήμονας. Οι ερευνητές αναγνωρίζουν αυτή την αβεβαιότητα στο νέο τους άρθρο που δημοσιεύθηκε στις 20 Ιανουαρίου στο περιοδικό «Nature Communications». Στο άρθρο αυτό, παρουσιάζουν διαφορετικές θεωρίες για το πώς αυτά τα απολιθώματα σχετίζονται με αρχαία και σύγχρονα ζώα. Αν στο μέλλον αποκαλυφθούν περισσότερα απολιθωμένα M. symmetrica, η θέση του είδους στο δέντρο της ζωής μπορεί τελικά να βρεθεί.

«Θέμα τύχης»

Η εύρεση απολιθωμένου νευρικού ιστού από την Κάμβρια περίοδο, η οποία έλαβε χώρα πριν από περίπου 543 έως 490 εκατομμύρια χρόνια είναι κάτι σπάνιο, δήλωσε ο Χερνάντεζ Είναι πραγματικά θέμα τύχης, πρόσθεσε.

Οι επιστήμονες ανακάλυψαν τα πρώτα στοιχεία απολιθωμένου εγκεφάλου αρθροπόδων από την Κάμβρια περίοδο, πριν από περίπου μια δεκαετία, σύμφωνα με άρθρο του 2012 που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Nature Communications».

Τα αρθρόποδα είναι ασπόνδυλα ζώα του φύλου Arthropoda, μιας ομάδας που περιλαμβάνει τα σύγχρονα έντομα, τα καρκινοειδή και τα αραχνοειδή. Έκτοτε, έχει βρεθεί διατηρημένος νευρικός ιστός σε περισσότερα από δώδεκα απολιθώματα της Καμβρίου περιόδου, με τα περισσότερα από αυτά να είναι αρθρόποδα, δήλωσε ο ερευνητής.

Τα απολιθώματα που παρουσιάζονται στη νέα μελέτη δεν βρέθηκαν σε πρόσφατη ανασκαφή, αλλά στα βάθη των μουσειακών συλλογών του Μουσείου Συγκριτικής Ζωολογίας του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ στο Κέιμπριτζ της Μασαχουσέτης και του Ινστιτούτου Smithsonian.

Το απολίθωμα του Χάρβαρντ έχει μήκος περίπου 13 χιλιοστά και πλάτος 3,5 χιλιοστά στο ευρύτερο σημείο του. Το απολίθωμα του Smithsonian έχει μήκος μόλις 7,5 χιλιοστά και ύψος 1,7 χιλιοστά.

Με γυμνό μάτι, κανένα από τα δύο απολιθώματα δεν φαίνεται ιδιαίτερα συναρπαστικό. Όσον αφορά ειδικότερα το μικροσκοπικό απολίθωμα του Smithsonian, «επιφανειακά, είναι εξαιρετικά αδιάφορο», είπε ο Χερνάντεζ. Το M. symmetrica έχει έναν απλό εξωσκελετό, σαν αυτόν του σκουληκιού, αλλά μακρύ και λεπτό.

Οι ερευνητές υποψιάζονται ότι το αρθρόποδο είχε επίσης επτά ζεύγη μικροσκοπικών αποφύσεων, δύο κυνόδοντες και έξι ζεύγη μικρών άκρων. Αυτή η θεωρία βασίζεται σε μια μελέτη του 2019 που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό «Nature» και η οποία περιέγραφε ένα απολίθωμα από ένα διαφορετικό είδος του γένους Mollisonia, που έφερε τέτοιες αποφύσεις.

(Nature Communications, Ortega-Hernández et al. 2022)

Ωστόσο, είναι εξαιρετικά ασυνήθιστο να βρίσκει κανείς απολιθώματα Mollisonia με άθικτα άκρα, και τα δύο που χρησιμοποιήθηκαν στη νέα μελέτη δεν διαθέτουν τέτοιες αποφύσεις, σημείωσε ο Χερνάντεζ.

Όταν όμως ο ερευνητής έβαλε το απολίθωμα του Smithsonian M. symmetrica κάτω από το μικροσκόπιο, εντόπισε κάτι ενδιαφέρον.

«Συνειδητοποίησα ότι υπάρχει κάτι περίεργο μέσα σε αυτό το ζώο», είπε. Ο Χερνάντεζ διαπίστωσε ότι μέσα και στα δύο αυτά δυσδιάκριτα αρθρόποδα, βρίσκονταν καλά διατηρημένα νευρικά συστήματα. Τα απολιθωμένα νεύρα μοιάζουν με μελανές μαύρες κηλίδες επειδή η διαδικασία απολίθωσης μετέτρεψε τον ιστό σε οργανικές μεμβράνες άνθρακα.

Στο απολίθωμα του Smithsonian, στο κεφάλι του αρθρόποδου, διακρίνεται ένα βολβοειδές μάτι και ένας νευρικός σωλήνας που διατρέχει το μήκος της κοιλιάς του, ενώ κάποια νεύρα προεξέχουν από την κάτω πλευρά του. Στο δείγμα του Χάρβαρντ, μπορεί κανείς να δει δύο τεράστια σφαιρικά μάτια στο κεφάλι και ένα κομμάτι του νευρικού σωλήνα να ξεπροβάλλει κάτω από τον πεπτικό σωλήνα του ζώου.

Και στα δύο απολιθώματα, οι συγγραφείς της μελέτης ανέφεραν ότι εντόπισαν οπτικά νεύρα που ξεκινούσαν από τα μάτια των αρθροπόδων και συνέχιζαν στο κυρίως σώμα, αλλά ο Στράουσφελντ δήλωσε ότι τα στοιχεία για τα νεύρα αυτά είναι διφορούμενα και ότι ιδανικά, τα χαρακτηριστικά αυτά θα ήταν πιο σαφή.

Αβεβαιότητα στα δεδομένα

Η αβεβαιότητα αυτή στο αρχείο απολιθωμάτων σημαίνει ότι η ακριβής σχέση του M. symmetrica με άλλα ζώα παραμένει επίσης θολή, ανέφεραν οι ερευνητές. Ωστόσο, με βάση τα χαρακτηριστικά που υπάρχουν στα αρθρόποδα, η ομάδα κατασκεύασε δύο εξελικτικά δέντρα. Και τα δύο δέντρα δείχνουν ότι το M. symmetrica και τα σύγχρονα χηλοκερωτά (Chelicerata) μοιράζονται έναν κοινό πρόγονο, γεγονός που υποδηλώνει ότι το σχετικά απλό νευρικό σύστημα του αρχαίου ζώου, οδήγησε στον εξαιρετικά συμπυκνωμένο εγκέφαλο που παρατηρείται στα σύγχρονα μέλη αυτής της ομάδας, όπως οι σκορπιοί, οι αράχνες, τα πεταλοειδή καβούρια και τα τσιμπούρια.

Τα εξελικτικά δέντρα τοποθετούν διαφορετικά άλλες σημαντικές ομάδες αρθροπόδων από την Κάμβρια περίοδο. Ανάλογα με την θέση τους, οι εγκέφαλοί τους είτε εξελίχθηκαν με σταδιακό τρόπο μέσα στο χρόνο, είτε ανεξάρτητα και σε διαφορετικούς χρόνους της Καμβρίου περιόδου, μέσω της συγκλίνουσας εξέλιξης, δήλωσε ο Χερνάντεζ.

Ωστόσο, ο Στράουσφελντ συνιστά προσοχή στη διαδικασία της εύρεσης της θέσης του M. symmetrica στο εξελικτικό δέντρο, καθώς απαιτούνται σαφέστερες αποδείξεις για τη δομή των οπτικών νεύρων των αρθροπόδων καθώς και εκείνων που βρίσκονται στις ρίζες των άκρων του ζώου.

«Νομίζω ότι χρειάζεται ένα καλύτερο δείγμα από αυτά που έχουν εξεταστεί μέχρι στιγμής», δήλωσε ο Στράουσφελντ. «Ίσως υπάρχει ένα άλλο δείγμα που βρίσκεται κάπου σε κάποιο μουσείο», πρόσθεσε.

ΠΗΓΗ: Live Science

 

 

 

 

www.ertnews.gr

Μπορεί επίσης να σας αρέσει...

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται.