Рыба возрастом 319 миллионов лет содержит самый старый из известных образцов хорошо сохранившегося мозга позвоночных. Компьютерная томография черепа образца, извлеченного из угольной шахты в Англии более века назад, ошеломила палеонтологов.
Группа ученых из Мичиганского университета , руководившая исследованием, показала, что мозг и его черепные нервы имеют длину около сантиметра и принадлежат вымершей рыбе размером примерно с современного синего окуня. Это открытие открывает окно в раннюю эволюцию лучевых плавников, одного из основных типов современных рыб. Подробности опубликованы в журнале Nature .
Анализируемый мозг принадлежит вымершему виду лучепёрых рыб, которые плавали в эстуарии и, вероятно, питались мелкими ракообразными, водными насекомыми и головоногими, группа, в которую сегодня входят кальмары, осьминоги и каракатицы. У радиоперых рыб есть позвоночник и плавники, поддерживаемые костными лучами. Коккоцефал дикий
Когда рыба погибла, мягкие ткани ее головного мозга и черепно-мозговые нервы были заменены окаменевшим отростком с плотным минералом, сохранившим свою трехмерную структуру вплоть до мельчайших деталей.
проф. Мэтт Фридман из Мичиганского университета говорит:
Важным выводом является то, что такого рода мягкие части могут сохраняться и могут сохраняться в окаменелостях, которые у нас есть в течение длительного времени — это окаменелость, которую мы раскопали более 100 лет назад.
Рыба с сокровищем, которого никто не ожидал
Окаменелость, найденная в Англии, является единственным известным образцом , поэтому при анализе можно было использовать только неинвазивные методы. Цель исследования Мичиганского университета состояла в том, чтобы использовать компьютерную томографию для получения анатомических деталей вымерших рыб, которые дают представление об эволюции современных видов. Коккоцефал дикий
проф. Мэтт Фридман добавляет:
Я отсканировал его, затем загрузил данные в программное обеспечение, которое мы используем для визуализации этих сканов, и я заметил, что внутри черепа был необычный отчетливый объект. Неопознанное пятно было ярче на КТ-изображении и поэтому, вероятно, было более плотным, чем кости черепа или окружающая порода. Обычно в окаменелостях можно увидеть аморфные минеральные наросты, но этот объект имел четко выраженную структуру.
Удивление ученых было велико, когда выяснилось, что загадочный объект обладает рядом особенностей, присущих мозгу позвоночных: двусторонняя симметрия, пустоты, внешне похожие на желудочки, и множество волокон, похожих на черепно-мозговые нервы. Естественным инстинктом было предположить, что это прекрасно сохранившийся мозг.
проф. Мэтт Фридман добавляет:
У него были все эти качества, и я сказал себе: «Это действительно тот мозг, на который я смотрю?» Поэтому я увеличил эту область черепа для второго сканирования с более высоким разрешением, и стало ясно, что это именно то, что должно быть. И именно потому, что это был такой наглядный пример, мы решили продолжить наше исследование.
Мозговую ткань редко находили в окаменелостях позвоночных, но у беспозвоночных успех был больше. В 2021 году был обнаружен неповрежденный мозг мечехвоста возрастом 310 миллионов лет, а сканирование насекомых, заключенных в янтарь, выявило мозг и другие органы. Есть даже доказательства того, что мозг и другие части нервной системы зарегистрированы в образцах, возраст которых превышает 500 миллионов лет. Однако это открытие было уникальным.
В настоящее время насчитывается около 30 000 видов лучеперых рыб и они составляют половину всех видов животных с позвоночником. Другая половина поделена между наземными позвоночными — птицами, млекопитающими, рептилиями и амфибиями — и менее разнообразными группами рыб, такими как бесчелюстные и хрящевые рыбы.
Окаменелость черепа Coccocephalus wildi предоставлена Фридману взаймы из Манчестерского музея, Англия. Он был раскопан на крыше горной шахты Mountain Fourfoot в Ланкашире и впервые был научно описан в 1925 году. Он был обнаружен в слое мыльного камня, примыкающем к угольному пласту шахты. Хотя был раскопан только череп Coccocephalus wildi , ученые подозревают, что эта рыба была около 15-23 см в длину и была плотоядной (судя по форме челюстей). Структура мозга Coccocephalus wildi указывает на более сложную модель эволюции мозга рыб, чем предполагают сами современные виды.
Сравнение с современными рыбами показало, что мозг Coccocephalus wildi больше всего похож на мозг осетровых и веслоносов, которых часто называют «примитивными» рыбами, потому что они отделились от всех других ныне живущих лучеперых рыб более 300 миллионов лет назад.
