Különleges ősmaradványt találtak Kínában

A legkorábbi ismert komplett idegrendszert fedezték fel egy tökéletesen fosszilizálódott kínai ősmaradványban. Az eddig ismeretlen faj 520 millió évvel ezelőtt élt a tenger aljzatán.

Különleges ősmaradványra bukkantak Kínában az Arizona Egyetem és a londoni Természettudományi Múzeum munkatársai. Az 520 millió éves, kiváló megtartású példány a tengeri ízeltlábúak kihalt csoportjához tartozott (Megacheira, “nagy kezek”), és a lelet segített megoldani a régóta megválaszolatlan rejtélyt, hogy ez a csoport vajon hová illeszkedik az ízeltlábúak családfáján belül. A kutatócsoport megállapította, hogy a Megacheirák központi idegrendszere nagyon hasonló volt a ma élő tőrfarkú rákokhoz és skorpiókhoz, ami azt jelenti, hogy a csáprágósok (Chelicerata) ősei a kambrium időszak elején már együtt éltek a rákok őseivel. Vagyis a csáprágósok (pókok, skorpiók és rokonaik) ősei több mint félmilliárd évvel ezelőtt váltak el az ízeltlábúak családfájától.

A Kínában talált Alalcomenaeus ősmaradvány, a skorpiók és a pókok távoli rokona Forrás: N. Strausfeld/University of Arizona

A paleontológusok Kína délnyugati részén, Kunming város közelében találtak rá a 3 centiméter hosszúságú maradványra. A példány a híres Chengjiang formáció rétegeiből került elő, és a szakértők szerint a régóta kihalt Alalcomenaeus nemzetséget képviseli. A csoportba tartozó állatoknak megnyúlt, szelvényezett teste volt, amely körülbelül tucatnyi testnyúlvány párral rendelkezett. Ezek tették lehetővé az állatok számára, hogy ússzanak vagy másszanak a tenger aljzatán (esetleg mindkét mozgásformát műveljék). Egy pár hosszú, fejhez csatlakozó ollószerű nyúlvánnyal rendelkeztek, ami valószínűleg markolásra szolgált, vagy érzékelő szerepet tölthetett be (ezekről kapta a csoport a Megacheira nevet). A paleontológusok egy része ennek a nagy függeléknek a külső megjelenése alapján arra következtetett, hogy a Megacheirák rokonságban álltak a csáprágósokkal.

A kutatócsoport különböző módszerekkel és képalkotó eljárásokkal vizsgálta a maradványt, kihasználva, hogy a fosszilizáció során a vas szelektíven halmozódott fel az idegrendszerben. A finom belső szerkezetek láthatóvá tétele érdekében a kutatók komputer tomográfot alkalmaztak, melynek segítségével 3 dimenzióban rekonstruálhatták a példány belsejében rejtőző finom részleteket. A CT azonban nem mutatta meg elég egyértelműen az idegrendszer körvonalát. Ezzel szemben egy lézeres letapogató jól feltérképezte a kémiai elemek elterjedését, és a vasas lerakódások révén megmutatta az idegrendszer körvonalát. Ezután a kutatók fejlett képalkotó módszerek segítségével összedolgozták a két módszert, és eltávolították azokat a részleteket, amelyek nem voltak jelen mindkét felvételen. Ahol viszont a vasüledékek bíborvörös színe és a CT zöldje átfedésben volt, ott kiválóan kirajzolódott a fosszilizálódott idegrendszer körvonala. Az eredmény úgy néz ki, mint az ősmaradvány negatív röntgenfotója, amelyen az idegrendszer elképesztő részletességgel tanulmányozható.

Az 520 millió éves Alalcomenaeus fejrégiójának közelképe, ahol a különböző módszerekkel kapott képek egymásra helyezésével feltárták a kémiai elemek elterjedését az ősmaradványban (kék szín jelzi a rezet, bíborvörös a vasat és zöld a komputer tomográfos felvételt). A vas és a CT felvétel egybeeső területei rajzolták ki az idegrendszert. Az állatnak két pár szeme volt (a golyó alakú formák a felső részen) Forrás: N. Strausfeld/University of Arizona

Ezt összehasonlítva a csáprágósok idegrendszerével, nem maradt semmi kétség, hogy az 520 millió éves Alalcomenaeus közéjük tartozott. A fosszília alapján alkotott kép a skorpiók és a pókok agyában megfigyelhető tipikus tulajdonságokat mutatja. Az idegsejtek dúcokba tömörülnek, és az első három szelvény dúcpárjai összeolvadva hozzák létre az agydúcot, mely a garatalatti dúccal és a többi szelvény dúcpárjaival hasdúcláncot alkot. Ezzel szemben a rákoknál (Crustacea altörzs) az idegdúc jobban elkülönül, és hosszú idegekkel kapcsolódik, egy kötélhágcsó fokaihoz hasonlóan. Szintén diagnosztikus tulajdonság volt a látásközpontok elrendeződése és a két pár szem jelenléte, hasonlóan a csáprágósok közé tartozó tőrfarkú rákoknál.

A paleontológusok ezeket a tulajdonságokat hozzáadták egy már létező, 150 jellemzőt tartalmazó adatbázishoz, és az idegrendszer felépítését használták az ízeltlábúak közötti evolúciós összefüggések feltárására. A kladisztikus vizsgálat eredményeképpen a fosszilis Alalcomenaeus egyértelműen a modern csáprágósok közé került. A feltűnő névadó függelékek a táplálék megragadására és tartására szolgáltak, de valószínűleg az érzékelést is elősegítették. Az ősmaradvány agyának azok a részei, melyek ezekhez a függelékekhez kapcsolódtak, feltűnően nagyok voltak. Az elhelyezkedésük alapján megállapították, hogy a pókoknak és rokonaiknak a rágó szájszerve ezekből a függelékekből fejlődött ki.

Az Alacomenaeus fosszília (balra), a lárvaállapotú tőrfarkú rák (középen) és a skorpió (jobbra) idegrendszerének összehasonlítása. A diagnosztikus bélyegek egyértelműen megmutatták az evolúciós rokonságot ezen állatok között Forrás: N. Strausfeld/University of Arizona

Kevesebb, mint egy évvel ezelőtt ugyanez a kutatócsoport publikálta egy kiváló állapotban fosszilizálódott agy felfedezését az 520 millió éves Fuxianhuia protensa fajnál, és kimutatták ennek a megdöbbentő hasonlóságát a modern rákok komplex agyával. A mostani felfedezés azért is izgalmas, mert kiderült, hogy az állkapcsosok (Mandibulaták, ahová a rákok tartoznak) és a csáprágósok két elkülönült evolúciós csoportként voltak jelen már 520 millió évvel ezelőtt. Ez azt jelenti, hogy a közös ősüknek ennél jóval idősebbnek kellett lennie. A kutatók abban bíznak, hogy idővel rábukkannak egy olyan fosszíliára, ami feltárja a két elkülönült csoport közös ősének az idegrendszerét.