Prastary mózg może się zachować

Stwierdzenie, że mózgi nie ulegają fosylizacji, było przez lata jednym z dogmatów nauki. Kiedy Nicholas Strausfeld i jego współpracownicy opublikowali w "Nature" w 2012 r. tekst dotyczący skamieniałego mózgu, ich doniesienie spotkało się (łagodnie rzecz ujmując) intensywną krytyką.

"Kwestionowało to wielu paleontologów, którzy sądzili - i wyrażali to na piśmie - że być może chodzi jedynie o artefakt albo jednorazowy, nieprawdopodobny przypadek fosylizacji" - wspomina Strausfeld, profesor Wydziału Neurologii z Uniwersytetu Arizony (USA).

Do takich wątpliwości nawiązywał jego kolejny tekst w "Current Biology". Autorzy tej publikacji, naukowcy z USA, Chin i Wielkiej Brytanii - przedstawili w nim dowody na to, że mózg może ulegać fosylizacji.

Strausfeld i jego współpracownicy analizowali siedem nowo odkrytych skamieniałości reprezentujących jeden gatunek. Stwierdzają, że u każdego okazu zachowały się ślady czegoś, co bez wątpienia było dawniej mózgiem.

Gatunek nazwany Fuxianhuia protensa jest wymarłym stawonogiem, który żył na morskim dnie ok. 520 mln lat temu. Mógł przypominać krewetkę o bardzo prostej budowie. Skamieniałości znaleziono na stanowisku Chengjiang Shales w Chinach południowo- zachodnich. Znalezisko potwierdza tezę, że pradawny mózg F. protensa przypominał mózgi dzisiejszych skorupiaków.

Korzystając z elektronowego mikroskopu skaningowego naukowcy ustalili, że mózgi zachowały się w postaci spłaszczonych warstw węglowych, na które w przypadku niektórych skamieniałości nałożyły się drobne kryształy pirytu. Właśnie to pomogło naukowcom wyjaśnić, jak i dlaczego tkanka nerwowa uległa fosylizacji.

W najnowszej publikacji w "Philosophical Transactions of the Royal Society B" opisano eksperymenty, dzięki którym można wnioskować, jakie warunki panujące w pradawnym środowisku pozwoliły na szybką fosylizację mózgów.

Tkanki ulegają fosylizacji wtedy, kiedy zwierzęta zostaną znienacka przysypane. Dzięki temu ich ciała nie ruszą głodni padlinożercy. Jego tkanek nie rozłożą bakterie, jeśli zwierzę żyje w morzu lub oceanie, i morski osad przykryje go tak, że znajdzie się ono w warunkach beztlenowych.

Strausfeld i jego współpracownicy podejrzewają, że właśnie taki los spotkał F. protensa - został on przykryty przez gwałtowne, podwodne osunięcie osadów. Naukowcy sprawdzali, jak w takiej sytuacji reagują tkanki, odtwarzając podobny scenariusz i zasypując błotem pierścienice oraz karaczany.

Aby mózg uległ fosylizacji, musi być spełniony jeszcze jeden warunek (jak zauważa Strausfeld, w większości przypadków jednak się to nie udaje). Chodzi o to, by pod wpływem grubej warstwy mułu organ wewnętrzny nie został całkowicie zgnieciony.

Mózg F. protensa przetrwał prawdopodobnie dlatego, że jego tkanka nerwowa była wyjątkowo gęsta. Duża gęstość tkanki nerwowej (tworzącej również zwoje mózgowe) to cecha typowa również dla współczesnych stawonogów - zauważa autor badania.

Zwoje mózgowe karaczanów i pierścienic, jakie wykorzystano w eksperymencie, przeszły podobną próbę; również z powodu dużej gęstości tkanki nerwowej - sugerują autorzy badania.

Pod wpływem ciężaru grubej warstwy osadu z tkanki stopniowo wyciskana jest woda. "Mózg zachowuje integralność, ulega jednak spłaszczeniu i zostaje zachowany" - tłumaczy Strausfeld. Jego zdaniem w przypadku F. protensa było to możliwe właśnie dzięki dużej gęstości tkanki.

W swojej publikacji badacze dowodzą, że mózgi skamieniałych stawonogów to coś więcej niż ciekawostka albo wyjątek od reguły. "Ludzie, a zwłaszcza naukowcy, formułują różne założenia. Jeśli chodzi o naukę, cała frajda polega na tym, by je podważać" - mówi Strausfeld. (PAP)

zan/ agt/