Найдена 520-миллионолетняя окаменелость с сохранившейся нервной системой

Международная группа учёных из Германии, Великобритании и Китая обнаружила одно из самых древних ископаемых с прекрасно сохранившейся центральной нервной системы. Вероятнее всего, животное принадлежало к ракообразным.

Существо это обитало на планете более 500 миллионов лет назад на территории современного Китая, и оно настолько хорошо сохранилось, что у него можно разглядеть отдельные нервы – такая степень детализации редко наблюдается среди ископаемых такого возраста.

Изучение находки помогло исследователям понять, как эволюционировала нервная система членистоногих. Обнаружение вообще каких-либо сохранившихся мягких тканей — редкость, но данная находка и вовсе представляет собой наиболее подробно сохранившуюся нервную систему из когда-либо найденных.

Животное вида Chengjiangocaris kunmingensis жило во времена кембрийского взрыва – периода быстрого эволюционного развития, имевшего место около половины миллиарда лет тому назад, когда множество крупных групп животных впервые появились в палеонтологической летописи. C. kunmingensis принадлежал к группе животных, называемых fuxianhuia, и был ранним предком современных членистоногих – разнообразной группы, которая сегодня включает насекомых, пауков и ракообразных.

"Изучение этого ископаемого – уникальная возможность посмотреть, как выглядела нервная система предков современных животных", – комментирует соавтор исследования доктор Хавьер Ортега-Эрнандез (Javier Ortega-Hernández) из Кембриджского университета.

За последние пять лет исследователи выявили фрагменты окаменелых нервных систем нескольких различных видов того периода (пример 1, пример 2 — в основном это были окаменелые мозги). Но большинство образцов всё же сохранились недостаточно хорошо для детального изучения. Кости, зубы и экзоскелет сохраняются гораздо лучше, чем всё остальное.

При жизни C. kunmingensis, скорее всего, выглядел как панцирное животное длиной около 10 сантиметров, с широким головным щитом в форме сердца и вытянутым телом с парами ног различных размеров. Благодаря тщательной обработке окаменелости, учёные смогли изучить не только твёрдые части тела, но и окаменелые мягкие ткани.

У современных животных ЦНС координирует все нервные и моторные функции. У позвоночных животных она состоит из головного и спинного мозгов, а у членистоногих – из уплотнённого мозга и ряда последовательно взаимосвязанных масс нервной ткани – ганглиев, напоминающих нитку бус. Как и у современных членистоногих, у C. kunmingensis имелся спинной нервный тяж, аналог спинного мозга у позвоночных, проходящий по всему телу: каждый из ганглиев контролировал одну пару ног (исследователи даже сравнили эти узлы с мини-мозгом для каждой пары ног).

Более внимательное изучение исключительно сохранившихся ганглиев выявило десятки веретенообразных волокон, каждое размером около 0,005 миллиметра в длину. Эти тонкие волокна демонстрируют регулярный характер распределения, поэтому исследователи попытались понять, были ли они образованы из того же материала, что и нервный тяж. С помощью флуоресцентной микроскопии ученые подтвердили, что волокна на самом деле представляли собой отдельные нервы, окаменевшие как углеродные плёнки.

Дальнейший анализ также показал, что некоторые аспекты делают нервную систему C. kunmingensis похожей на нервную систему современных приапулид и бархатных червей – онихофор. При этом десятки нервов были утеряны в тихоходках и современных членистоногих: это даёт основания предположить, что упрощение также играет важную роль в эволюции нервной системы.

Описание находки было опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.