Ученые обнаружили окаменелый мозг рыбы возрастом 319 миллионов лет

Мозг не так легко окаменевает, поэтому найти сохранившийся череп позвоночного этой эпохи - большая редкость.

Отредактировано 2023-25-06
Окаменелый мозг рыбы рядом с копейкой для сравнения размеровОкаменелый череп Coccocephalus wildi, ранней лучеперых рыб, плававших в эстуарии 319 миллионов лет назад. Рыба обращена вправо, челюсти видны в нижней правой части окаменелости.

Окаменелости были найдены во многих странных и удивительных местах, включая музейные ящики и глубины современных пустынь. Более века назад на угольной шахте Маунтин-Фурфут в Ланкашире, Англия, была найдена окаменевшая рыба возрастом 319 миллионов лет. Она была надежно сохранена в Манчестерском музее, и 125 лет спустя ученые продолжают изучать ее.

Компьютерная томография окаменелости показала, что она содержит самый древний пример хорошо сохранившегося мозга позвоночного. Результаты исследования задокументированы в работе, опубликованной 1 февраля в журнале Nature. Мозг и черепные нервы длиной около дюйма принадлежат вымершему виду Coccocephalus wildi (C. wildi). Это была ранняя лучеперые рыба, которая, вероятно, питалась мелкими ракообразными, головоногими моллюсками и водными насекомыми, плавая по эстуариям. Спина и плавники, поддерживаемые костными стержнями, называемыми лучами, являются характерной чертой всех лучеперых рыб.

Удивительно, но при изучении ископаемого черепа C. wildi Фридман не искал мозг.

"Я отсканировал его, затем загрузил данные в программное обеспечение, которое мы используем для визуализации этих сканов, и заметил, что внутри черепа находится необычный, отчетливый объект", - сказал соавтор исследования, палеонтолог Мичиганского университета Мэтт Фридман в своем заявлении.

Необычный неопознанный сгусток был ярче на снимке КТ, что означает, что он, скорее всего, был плотнее костей черепа или породы, окружавшей окаменелость. Кроме того, он демонстрировал множество особенностей, характерных для мозга позвоночных, включая двустороннюю симметрию, полые пространства, похожие на желудочки, и многочисленные нити.

Фотография рыбыХудожественная интерпретация замечательной 319-миллионнолетней рыбы, сохранившей самый ранний окаменелый мозг позвоночного животного. Томографические изображения мозга помогают раскрыть последовательность нейронной эволюции одного из самых разнообразных видов позвоночных. CREDIT: Márcio L. Castro.

Эти более мягкие части ископаемых позвоночных сохранились благодаря уникальному процессу окаменения, когда мягкие ткани, составлявшие мозг и черепные нервы рыбы, были заменены плотным минералом, который сохранил трехмерную структуру в удивительных деталях.

Окаменелость черепа - единственный известный экземпляр C. wildi своего вида, поэтому для его изучения команда могла использовать только неразрушающие методы. Команда использовала компьютерную томографию, чтобы заглянуть внутрь черепов ранних лучеперых рыб, чтобы узнать больше об их анатомии и сделать выводы об эволюционных отношениях.

"С широким распространением современных методов визуализации я не удивлюсь, если мы обнаружим, что ископаемые мозги и другие мягкие части тела встречаются гораздо чаще, чем мы думали раньше. Отныне наша исследовательская группа и другие будут смотреть на ископаемые рыбьи головы с новой и иной точки зрения", - сказал в своем заявлении соавтор исследования, докторант университета Родриго Фигероа.

Образцы ранних лучеперых рыб, таких как Coccocephalus, могут заполнить пробелы в отношении начальных этапов эволюции примерно 30 000 видов лучеперых рыб, живущих сегодня. По словам авторов, структура мозга Coccocephalus показывает, что существует более сложная схема эволюции мозга рыб, чем та, которую можно предположить на основании данных, найденных только у ныне живущих видов.

"Эта внешне невыразительная и маленькая окаменелость не только демонстрирует нам самый древний пример ископаемого мозга позвоночных, но и показывает, что многое из того, что мы думали об эволюции мозга на основе одних только живых видов, нуждается в переработке", - сказал Фигероа.

Результаты исследования также подчеркивают, почему важно сохранять образцы и, возможно, время от времени очищать ящики от хлама.

"Здесь мы обнаружили замечательную сохранность ископаемого, которое уже несколько раз исследовалось множеством людей на протяжении последнего столетия", - сказал Фридман. "Вот почему так важно хранить физические образцы. Ведь кто знает, что через 100 лет люди смогут сделать с окаменелостями, хранящимися в наших коллекциях сейчас".