500 millió éve ez az ízeltlábú lenyűgöző idegrendszerrel rendelkezett

A Mollisonia nemzetség művészi ábrázolása

Két apró kövület, amelyek mindegyike kisebb, mint egy aszpirintabletta, 508 millió évvel ezelőtti megkövesedett idegszövetet tartalmaz. Ezek az ízeltlábú kambriumi lények segíthetnek a tudósoknak megérteni és felállítani a mai pókok és skorpiók evolúciós történetét.

Az állatok szeme és idegszálai egyértelműen azonosíthatók a kövületekben

Az egyelőre nem teljesen világos a szakemberek előtt, hogy a most vizsgált apró kövületek, a Mollisonia symmetrica faj egyedei pontosan hol illeszkednek az ízeltlábúak úgynevezett evolúciós fájára.

A Mollisonia nemzetség művészi ábrázolása Forrás: Pinterest

Ennek az az oka, hogy bizonyos jellemzők, például az állatok szeme és idegszálai egyértelműen azonosíthatók a kövületekben, de az idegrendszer más részeit nem lehet ilyen könnyen észrevenni

– mondta Nicholas Strausfeld, az Arizonai Egyetem Idegtudományi Tanszékének professzora a LiveScience online tudományos portálnak, aki nem vett részt a tanulmányban. – Különösen az nem világos egyelőre, hogy az állatok hordoznak-e olyan, agyszerű idegköteget, amelyet synganglion-nak neveznek, mert e nélkül a kulcsfontosságú bizonyíték nélkül a más állatokkal esetlegesen fennálló kapcsolatuk homályos marad.

Javier Ortega-Hernández, a Harvard Egyetem gerinctelen paleobiológusa és a Harvardi Összehasonlító Állattani Múzeum kurátora szerint

„ahol ez a bizonyos synganglion helyezkedne el, ott egyfajta rendetlenséget látnak az állat fejének közepén".

És bár a kutatók azt könnyedén meg tudják állapítani, hogy ez a „rendetlenség" idegszövet vagy sem, ám nem tudják felismerni annak a pontos szerveződését.

Kapcsolódnak az ősi és a modernkori lényekhez

A szakemberek szerint való igaz, hogy az 500 millió éves állat idegrendszerének minden egyes jellemzőjét még nem sikerült teljesen feltérképezni, mert a kövületek csak ennyit árulnak el.

A kutatók el is ismerik ezt a bizonytalanságot új tanulmányukban, amelyet január végén tettek közzé a Nature Communications tudományos folyóiratban, és amiben bemutatnak néhány különböző ötletet arra vonatkozóan, hogy

ezek a kövületek vajon hogyan kapcsolódhatnak az ősi és a modernkori lényekhez.

A Smithsonian-ból származó kövület a M. symmetrica oldalnézetét mutatja Forrás: Nature Communications, Ortega-Hernández et al. 2022

Ha a jövőben több megkövesedett M. symmetrica-t sikerülne feltárniuk, az megoldhatná a faj helyét az „élet fáján".

Igazi ritkaságnak számít a kambriumi földtörténeti időszakából származó megkövesedett idegszövet megtalálása, amely körülbelül 543 millió és 490 millió évvel ezelőtt történt

– mutatott rá Ortega-Hernández. – Valójában óriási szerencse is kellett hozzá.

A szintén a Nature Communications folyóiratban megjelent korábbi, 2012-es tanulmány szerint a tudósok körülbelül csak egy évtizeddel ezelőtt fedezték fel a megkövesedett ízeltlábúak agyának első bizonyítékát a kambrium időszakából.

Ezek a lények az ízeltlábúak (Arthropoda) törzsébe tartozó gerinctelen állatok, amely csoportba a modern rovarokat, rákféléket és pókféléket is soroljuk.

A tíz évvel ezelőtti, első felfedezésük óta azonban több mint egy tucat kambriumi kövületben találtak ehhez hasonló, megőrzött idegszövetet, és ezek többsége az ízeltlábúak közé tartozik.

Mindkét példány a kabriumi időszak közepéről származik

Az új tanulmányban szereplő kövületekre nem a terepen, hanem a massachusettsi Harvard Egyetem Összehasonlító Állattani Múzeumának és a washingtoni Smithsonian Intézetnek a múzeumi gyűjtemények mélyéről bukkantak a szakemberek.

Mindkét példány a kabriumi időszak közepéről származik.

Az úgynevezett Harvard-kövület mérete körülbelül 13 milliméter hosszú és 3,5 milliméter széles a legszélesebb pontján; a kövület olyan tájolású, ahogy felülről néznénk az ízeltlábúakat. A másik, úgynevezett Smithson-kövület ezzel szemben a M. symmetrica oldalnézetét kínálja: ez a minta csak 7,5 milliméter hosszú és 1,7 milliméter magas.

A Harvard-kövület a M. symmetrica felülnézetét mutatja Forrás: Nature Communications, Ortega-Hernández et al. 2022

Szabad szemmel nézve egyik kövület sem tűnik különösebben izgalmasnak

– magyarázta Ortega-Hernández. – Ami a kicsiny Smithson-kövületet illeti, különösen felülről nézve lesz rendkívül figyelemre méltó.

Hozzátette: az M. symmetrica egy egyszerű külső vázzal rendelkezik, amely egy fejpajzsból, szegmentált törzsből és hátsó kitinpajzsból áll.

A kutatók azt gyanítják, hogy az ízeltlábúnak hét pár apró „függeléke", két rágószerve és hat pár kis végtagja is volt.

A Nature folyóiratban megjelent 2019-es tanulmány a Mollisonia nemzetség egy másik fajából származó kövületet írt le, amely ehhez nagyon hasonlít. A tudósok szerint azonban rendkívül szokatlan, hogy ép végtagokkal rendelkező Mollisonia-kövületeket találjanak.

Bizonytalanság az adatokban

A kövületek csillogó megjelenése ellenére a tudósok valami érdekeset észleltek, amikor mikroszkóp alá helyezték a Smithsonian M. symmetrica fosszíliát.

Rájöttem, hogy van valami furcsa ebben az állatban, ennek a kövületnek a belsejében

– hangsúlyozta Javier Ortega-Hernández. – Megállapítottam, hogy mindkét, feltűnő ízeltlábú jól megőrzött idegrendszerrel rendelkezett; a megkövesedett idegek tintafekete foltoknak tűnnek, mivel a megkövesedési folyamat során a szövet átalakult.

A Smithson-kövületben jól látható a szem az ízeltlábú fejében, illetve egy idegvezeték, amely végigfut a hasán, és néhány ideg kilóg az alsó részéből. A harvardi példánynak két hatalmas, gömbszerű szeme volt, és látható az állat emésztőrendszere alól kikandikáló idegvezeték egy darabja.

A nMollisonia symmetrica rokonságot mutat a modern kullancsokkal Forrás: dpa/AFP/Marijan Murat

A tanulmány szerzői mindkét kövületnél találtak látóidegeket is, amelyek az ízeltlábúak szeméből a testébe futnak, de Strausfeld szerint ezekre az idegekre vonatkozó bizonyítékok „kétértelműek",

és ezek a jellemzők ideális esetben világosabbak lennének. A szakemberek mindkét mintánál megjegyezték, hogy egyértelmű valamilyen idegszövet jelenléte a fejben, de az nem világos, hogy ez a struktúra agyszerű synganglion vagy valami egészen más.

Ez a bizonytalanság a kövületekben azt jelenti, hogy a M. symmetrica pontos kapcsolata más állatokkal továbbra is homályos marad, ám az ízeltlábúak jellemzői alapján a csapat két lehetséges, úgynevezett evolúciós fát állított fel. Mindkettő azt jelzi, hogy a M. symmetrica és a modern csáprágósok közös ősökön osztoznak, ami a kutatók szerint arra utal, hogy

az 500 millió éves állat viszonylag egyszerű idegrendszere miatt alakult ki mindez a csoport mai tagjainál, például skorpióknál, pókoknál, patkóráknál és a kullancsoknál.

A rendelkezésre álló adatok birtokában a szakemberek úgy gondolják, hogy egyértelműbb bizonyítékokra van szükségük az ízeltlábúak látóidegeinek és synganglionjainak (vagy annak hiányának) felépítéséről, valamint az állat végtagjainak végégi nyúló idegekről.