کشف بزرگی که کتاب‌های علوم را تغییر می‌دهد

پریسا عباسی: مطالعه ای در ژورنال Science به رهبری نیکلاس استراوسفلد، استاد علوم اعصاب در دانشگاه آریزونا، و فرانک هیرث، خواننده علوم اعصاب تکاملی در کالج کینگ لندن، اولین توصیف دقیق از Cardiodictyon catenulum را ارائه کرد. این فسیل کرم مانند که برای اولین بار در سال 1984 در صخره های جنوبی استان یوننان چین یافت شد، با اندازه ای کمتر از 1.5 سانتی متر، تا به امروز یک راز مهم را پنهان کرده بود: این فسیل دارای سیستم عصبی و مغز به خوبی حفظ شده بود. .

بیشتر بخوانید:

استراوسفلد می گوید: «بر اساس اطلاعات ما، این قدیمی ترین مغز فسیلی است که ما از آن می شناسیم.

Cardiodiction متعلق به گروهی از حیوانات منقرض شده است که به نام لوبوپودیای مسلح شناخته می شوند. این موجودات در آغاز دوره کامبرین، تا 500 تا 540 میلیون سال پیش که همه گونه های آنها ظاهر شد، فراوان بودند. Lobopodia احتمالاً در امتداد بستر دریا با استفاده از چندین جفت پاهای نرم و پر حرکت کرده است. بر خلاف نوادگانشان، اورتروپادها، واژه یونانی «بندپایان واقعی» فاقد مفاصل بودند. نزدیک ترین خویشاوندان لوبوپودیان امروزه کرم های مخملی هستند که عمدتاً در استرالیا، نیوزیلند و آمریکای جنوبی زندگی می کنند.

بحث ها به اوایل قرن 19 بازمی گردد

فسیل‌های Cardiodictyon حیوانی را نشان می‌دهند که بدنش قطعه‌بندی شده بود و هر بخش شامل سیستم‌های تکراری ساختارهای عصبی به نام گانگلیون بود. این بخش ها به شدت با سر و مغز این حیوان در تضاد است. زیرا هیچ مدرکی دال بر تقسیم در سر و مغز این موجودات وجود ندارد.

استراوسفلد می‌گوید: «این آناتومی کاملاً غیرمنتظره بود، زیرا سر و مغز بندپایان مدرن و برخی از اجداد فسیلی آن‌ها برای صدها سال تصور می‌شد که موجودات نواری و توده‌ای هستند».

به گفته نویسندگان این مطالعه، این یافته ها بحث های طولانی در مورد منشاء و ترکیب سر در بندپایان، بزرگترین گونه جانوری در قلمرو حیوانات جهان را حل می کند. بندپایان شامل حشرات، سخت پوستان، عنکبوت ها و سایر عنکبوت ها (دسته ای از بی مهرگان و بندپایان) و همچنین برخی از خانواده های جانوری دیگر مانند هزارپاها و صدپاها هستند.

هیرت می گوید: «از دهه 1880، زیست شناسان متوجه ظاهر تکه تکه شده بدن بندپایان شدند و این بخش ها را تا سر گسترش دادند. و سر را امتداد قدامی بدن قطعه قطعه شده این موجودات می دانست.

استراسفلد می‌گوید: «اما قلب و عروق نشان می‌دهد که سر و مغز آن‌ها به بدنشان متصل نیست، و این نشان می‌دهد که مغز و سیستم عصبی آنها احتمالاً به طور جداگانه تکامل یافته‌اند».

مغزها فسیل هستند

قلب بخشی از جانوران Chengjiang، یک ذخایر فسیلی معروف در استان یوننان بود که توسط دیرینه‌شناس Xiangguang Hu کشف شد. بدن نرم و ظریف لوبوپودی ها به خوبی در فسیل ها حفظ شده است، اما سر و مغز جز در Cardiodictyon مورد مطالعه قرار نگرفته است، احتمالاً به این دلیل که lobopodian ها عموما کوچک بوده اند. هسته بدن Cardiodictyon مجموعه ای از ساختارهای مثلثی و زینی شکل است که به وضوح هر بخش را مشخص می کند و به عنوان نقاط اتصال برای هر جفت پا عمل می کند. این فسیل ها در قدیمی ترین سنگ های دوره کامبرین (یکی از دوره های زمین شناسی دوران پالئوزوئیک) یافت شده است.

به گفته استراوسفلد: “این روند به ما می گوید که لوبوپایان زرهی احتمالاً جزو اولین بندپایان بوده اند.” قبل از تریلوبیت ها، گروه متنوعی از بندپایان دریایی زندگی می کردند که حدود 250 میلیون سال پیش منقرض شدند.

هیرت می گوید: «تا همین اواخر، تفکر رایج این بود که «مغز فسیل نمی شود». بنابراین، اول از همه، شما انتظار ندارید فسیلی با مغز حفظ شده پیدا کنید. و دوم اینکه این حیوان به قدری کوچک است که جرات نمی کنید به امید یافتن مغز به آن نگاه کنید.

با این حال، در حدود 10 سال گذشته، با کار استراوسفلد، چندین مغز حفظ شده در بندپایان فسیلی مختلف شناسایی شده است.

طرح ژنتیکی مشترک برای ساختن مغز

در مطالعه جدید، نویسندگان این مقاله نتوانستند مغز Cardiodictyon را شناسایی کنند، اما آن را با مغز فسیل‌های شناخته شده و بندپایان زنده از جمله عنکبوت و صدپا مقایسه کردند. با ترکیب مطالعات تشریحی دقیق فسیل‌های لوبوپودین با تجزیه و تحلیل الگوهای ژنتیکی نوادگان زنده این موجودات، آنها به این نتیجه رسیدند که یک طرح کلی از سازماندهی مغز از کامبرین تا به امروز حفظ شده است.

هیرت می‌گوید: «با مقایسه الگوهای ژنتیکی شناخته شده در گونه‌های زنده، به یک طرح اولیه مشترک برای همه مغزها و نحوه شکل‌گیری آنها رسیدیم.

سه ناحیه مغز در کاردیوورژن نقش دارند. هیرت افزود: صرف نظر از نوع این موجودات، متوجه شدیم که هر ناحیه از مغز و ویژگی‌های مرتبط با آن با ترکیبی از ژن‌ها مشخص می‌شوند.

درس هایی از تکامل مغز مهره داران

هیرت و استراوسفلد می گویند اصولی که در مطالعه آنها بررسی شده است احتمالاً برای موجودات دیگری غیر از بندپایان و خویشاوندان نزدیک آنها نیز کاربرد دارد. او می گوید، مهم است که وقتی می خواهیم سیستم عصبی بندپایان را با مهره داران مقایسه کنیم، ظاهراً ساختار یکسانی دارند. زیرا آنها از نظر ژنتیکی قسمت های جلویی و میانی مغز را دارند و می بینیم که این قسمت ها در شکل تکامل یافته خود از نخاع متمایز هستند.

به گفته استراوسفلد، این یافته ها پیامی از تداوم را در طول زمان منتقل می کند زیرا سیاره به طور چشمگیری تحت تأثیر تغییرات آب و هوایی تغییر می کند.

او گفت: «در حالی که رویدادهای زمین‌شناسی و اقلیمی بزرگ در حال تغییر شکل سیاره ما بودند، حیوانات دریایی ساده مانند Cardiodictyon متنوع‌ترین گروه از موجودات جهان – موجودات زمینی – را به دنیا آوردند که در نهایت راه را برای هر زیستگاه جدید ایجاد شده روی زمین هموار کرد. گسترش می یابند.”

منبع: Fizdata Org

5858