يمكن الحفاظ على بقع الحبر التي عثر عليها في أحافير مخلوقات تشبه الحشرات عمرها 500 مليون عام بشكل جميل ، أنسجة الدماغ المتناظرة. قد يساعد الاكتشاف الأحفوري في وضع جدل علمي ساخن للراحة - مسألة ما إذا كان يمكن تحجر العقول.
اكتشف العلماء هذه العلامات اللطخة في أحافير المفصليات Alalcomenaeus ، حيوان يتقاسم شجاعته مع الحشرات والعناكب والقشريات الحديثة. عاشت الحيوانات خلال العصر الكمبري ، الذي حدث بين حوالي 543 مليونًا و 490 مليون سنة مضت ، وكانت ترتدي هيكلًا خارجيًا قويًا متحجرًا بشكل جيد. لكن الأنسجة الرخوة في دماغ المخلوق وأعصابه غالبًا ما تتحلل وتختفي من السجل الأحفوري.
الآن ، دراسة جديدة ، نشرت في 11 ديسمبر في مجلة Proceedings of the Royal Society B ، لا تصف واحدة بل اثنتين Alalcomenaeus الحفريات كاملة مع العقول وجميع زركشة.
قال المؤلف المشارك خافيير أورتيغا-هيرنانديز ، عالم الأحياء اللافقارية في جامعة هارفارد والقيم الفنية في متحف هارفارد المقارن: "ما نتعامل معه في السجل الأحفوري ظروف استثنائية. هذا ليس شائعًا - هذا نادر جدًا." علم الحيوان. في السابق ، حدد علماء الحفريات واحدًا آخر فقط Alalcomenaeus يعتقد أن العينة تحتوي على أنسجة عصبية ، لكن النتائج قوبلت بالتشكيك. وقال أورتيجا هيرنانديز إنه مع وجود عينتين أخريين في متناول اليد ، يمكن للعلماء الآن أن يكونوا واثقين من أن الأنسجة العصبية يمكن في الواقع أن تتحجر وتوجد في أحافير مفصليات كمبري استثنائية.
مناقشة طويلة الأمد
إلى جانب أورتيجا هيرنانديز وفريقه ، أبلغ عدد قليل من الباحثين عن العثور على أنسجة عصبية متحجرة في مفصليات العصر الكمبري. في ورقة عام 2012 ، وصف العلماء أول دليل على دماغ مفصلي متحجر ، في مخلوق صغير يسمى Fuxianhuia protensa. على الرغم من تغطية وسائل الإعلام على نطاق واسع ، جذب التقرير النقاد.
قال نيكولاس ستراوسفيلد ، أستاذ في قسم علم الأعصاب في جامعة أريزونا والمؤلف المشارك في دراسة عام 2012 ، بالإضافة إلى العديد من الآخرين عن ميزات تشبه الدماغ في المفصليات. قال ستراوسفيلد إن بعض علماء الحفريات جادلوا بأنه بناءً على فهمنا لكيفية انحلال الحيوانات ، فإن العينات الملطخة ستراوسفيلد وغيرها التي تم اكتشافها لا يمكن أن تحتوي على نسيج عصبي. يعتقد البعض أن بقع الدماغ يجب أن تكون إما حظيرة غريبة من التحجر أو طبقات متحجرة من البكتيريا ، والمعروفة باسم الأغشية الحيوية.
ولكن الآن ، الدراسة الجديدة التي أجراها أورتيجا هيرنانديز وزملاؤه تعمل بمثابة "تحقق ممتع حقًا للعمل السابق" ، قال شتراوسفيلد لـ Live Science. "لقد وضع الكثير من اعتراضات الناس على راحة."
في دراستهم ، كشف Ortega-Hernández ومؤلفوه المشاركون عن كتاب جديد Alalcomenaeus أحافير مدفونة في يوتا في منطقة من المنخفضات الجيولوجية المعروفة باسم الحوض الأمريكي الكبير. لاحظ المؤلفون البقع المتناظرة على طول خط الوسط للمخلوق الذي يشبه هياكل الجهاز العصبي الموجودة في بعض المفصليات الحديثة ، بما في ذلك سرطان الحدوة والعناكب والعقارب. قال أورتيجا هيرنانديز لـ "لايف ساينس": "إن الجهاز العصبي ونوع الأمعاء يعبران بعضهما البعض ، وهو أمر غريب حقًا ولكنه شائع في المفصليات في الوقت الحاضر".
احتوت البقع أيضًا على مستويات من الكربون يمكن اكتشافها ، وهي عنصر رئيسي في الأنسجة العصبية. كما تم توصيل اللطخات الداكنة بأعين الحيوان الأربعة ، كما هو متوقع لأنسجة الجهاز العصبي. بعد التحقق من جميع هذه المعايير ، قال Ortega-Hernández أنه يستطيع بثقة الإبلاغ عن العثور على أنسجة عصبية متحجرة في العينة المكتشفة حديثًا.
ولكن للتحقق من النتائج التي توصلوا إليها ، قام المؤلفون أيضًا بفحص ثانية Alalcomenaeus أحفورة من الحوض الأمريكي الكبير. تم حفر النموذج في الأصل في التسعينات ، وكانت تحتوي على بقع مماثلة وآثار كربونية على الحفريات المكتشفة حديثًا. والأكثر من ذلك أن أحافير الحوض العظيم تطابقان وصفًا لعينة أخرى وجدها ستراوسفيلد في الصين. وقال أورتيجا هيرنانديز إنه تم العثور على جميع الأحافير الثلاثة مدفونة في رواسب مماثلة ، مما يشير إلى أن عملية الحفظ الفريدة سمحت لجميع مواد دماغهم بالتحجر.
الحجج المضادة
على الرغم من أن أورتيجا هيرنانديز وزملائه قاموا بفحص عملهم والتحقق منه مرتين ، إلا أنه يجب على المؤلفين "توخي الحذر بشكل عام بشأن الادعاء بالعثور على دماغ أحفوري حقيقي" ، جياني ليو ، الأستاذ في معهد الحياة المبكرة في قسم الجيولوجيا في أخبرت جامعة نورثويست في شيان ، الصين ، العلوم الحية في رسالة بريد إلكتروني. يجادل ليو بأن بقع اللوبي التي شوهدت في الحفريات الكمبرية قد تكون "تأثيرًا عشوائيًا قليلاً لعملية التحلل" بدلاً من بقايا مادة الدماغ.
في دراسة أجريت عام 2018 ، فحصت ليو وزملاؤها حوالي 800 عينة متحجرة ووجدوا أن ما يقرب من 10 ٪ تحتوي على بقع حبر في منطقة الرأس. قام الباحثون بمراجعة الدراسات السابقة عن اضمحلال الحيوانات ووجدوا أن الأنسجة العصبية تميل إلى التحلل بسرعة ، لكن بكتيريا الأمعاء يمكن أن تلتصق و "تنتج ما يسمى بالأغشية الحيوية كإشعاع يشبه إلى حد ما أجزاء من الجهاز العصبي" ، كتب ليو.
وأشار العديد من علماء الحفريات ، بما في ذلك شتراوسفيلد ، إلى أن ليو فشلت في فحص الحفريات التي ورد أنها احتوت على أنسجة الدماغ ، وأن الافتقار إلى الأدلة الأولية يشير إلى "نقص كبير" في دراستها. وقال شتراوسفلد إن العينات التي قام ليو بفحصها تحتوي على بقع غير متناظرة بدلاً من البقع المتناظرة ، مما يعني أنها لن تفسر على أنها أنسجة الدماغ على أي حال.
بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تقيس دراسات التسوس انحلال الأنسجة في الماء ، في حين تتفاعل الحفريات المدفونة مع العديد من المواد الكيميائية التي تحملها الرواسب من حولها ، حسبما قال أورتيجا-هيرنانديز. على سبيل المثال ، تشير بعض الدراسات إلى أن مزيجًا من الطين والقفز المائي يبدأ عملية "دباغة كيميائية" تشدد الأنسجة الرخوة في الجسم ، على غرار الطريقة التي يمكن بها لمواد كيميائية معينة تحويل جلد البقر المرن إلى جلد ، على حد قول أورتيجا-هيرنانديز.
وقال ستراوسفيلد إنه يجب القيام بالمزيد من العمل لتوضيح دور الرواسب في الحفاظ على الأحافير ، ولكن حتى الآن ، تشير الدلائل الكثيرة إلى أن بقايا المفصليات تخضع لضغوط شديدة تصلب بمرور الوقت. وقال إن الدماغ والأعصاب الموجودة داخل الحيوان تتسطح في هذه العملية ، ولأن الأنسجة العصبية تحتوي على الكثير من الدهون ، فإن الهياكل تبدد الماء و "لديها بعض المقاومة ضد التسوس".
على الرغم من الأدلة التي في صالحهم ، قد يحتاج أورتيجا هيرنانديز وستراوسفيلد وزملاؤهم إلى حفر المزيد من قطع دماغ المفصليات لإقناع الرافضين بأن العقول القديمة يمكن أن تتحجر.
وقال ليو "نحن نقدر جهود المؤلفين لتبرير نتائجهم على أنها نسيج عصبي حقيقي ، لكننا ما زلنا متشككين في حين أن البيانات تأتي من حفرتين فقط". "البيانات الجديدة مرحب بها دائمًا ، ولكن كما أشرنا سابقًا ، سنكون مقتنعين أكثر إذا ظهرت السمات التشريحية في شكل ثابت عبر عدة عينات بشكل مستقل".
