尋找化石的軟組織和神經纖維非常罕見,但是一支國際科學家團隊通過發現有史以來最複雜,最古老的化石之一來吸引大獎。
從中國南部挖出的化石是一種5.億年曆史的甲殼類動物。它的保存得很好,以至於它的個體神經很明顯,這標誌著第一次在其年齡的化石中觀察到這種細節水平。
前所未有的細節水平
甲殼類動物,稱為Chengjiangocaris kunmingensis,大約十億年前的寒武紀爆炸中存在。當大多數主要動物群體出現在化石記錄中時,這是一個快速進化發展的時期。
C. Kunmingenis是一組稱為fuxianhuiids的動物的一部分。它是現代節肢動物的早期祖先,例如甲殼類動物,蜘蛛和昆蟲。
該研究的合著者Javier Ortega-Hernández博士說C. Kunmingenis化石是寒武紀時期神經系統中最完整的樣本,提供了最前所未有的細節水平。
他說,化石可以瞥見古老的神經系統的外觀,以及聯合腿部令人毛骨悚然的爬行者的神經系統如何發展。
大腦和骨頭
在過去的五年中,研究人員將各種物種的部分化學神經系統與寒武紀時期區分開,但大多數是化石的大腦。
在大多數這些化石中,唯一保留了大腦的細節。可用的信息量被認為有限。
同時,科學家擁有的絕大多數化石主要是骨骼和其他硬體部位,例如牙齒或外骨骼。神經系統和軟組織基本上由類似脂肪的物質組成,因此將其保存為化石非常罕見。
研究中的研究人員團隊(其中大多數來自中國,英國和德國)在2013年首次確定了一種化石的中樞神經系統。現在,他們發現的新材料使他們能夠研究這些發現的重要性。
檢查C. Kunmingenis
C. kunmingensis看起來像是甲殼類動物,頭頂屏蔽層寬闊,近乎心形。它還有一個長的身體,有一對不同尺寸的腿。
研究人員通過用細針擦掉周圍岩石,小心地準備了化石。他們不僅能夠查看動物體內的硬部分,還可以查看化石的軟組織。
魚類,哺乳動物,靈長類動物和鳥類等脊椎動物具有大腦和脊髓,而節肢動物具有凝結的大腦和一系列稱為神經節的鏈狀互連神經組織。這些組織類似於一串珠子。
像現代節肢動物一樣C. kunmingensis具有神經繩 - 類似於脊椎動物的脊髓 - 橫穿其體內。每個神經節都控制了一雙步行腿。
該小組研究了標本中特殊保守的神經節,發現數十個纖維的長度為千分之一毫米。
Ortega-Hernández說,細膩的纖維表現出高度規則的分佈方式。他們想找出纖維是否由與神經節相同的材料組成。因此,他和他的同事使用熒光顯微鏡來確認纖維實際上是被化石為碳膜的個體神經。
他說:“這些化石大大提高了我們對神經系統如何發展的理解。”
對標本的進一步分析表明,神經系統的某些方面C. kunmingensis似乎結構的結構類似於Onychophorans或Velvet Worms的結構,神經從腹神經繩出來。
另一方面,這些神經纖維在現代節肢動物中丟失了,表明簡化在神經系統的演變中發揮了作用。
同時,C. kunmingensis化石對記錄的貢獻為寒武紀時期對動物的早期理解提供了理解。
Ortega -Hernández補充說:“我們發現的這些化石越多,我們就越能夠理解神經系統以及早期動物的發展方式。”
團隊的發現是特色在美國國家科學院論文集。