Преди почти сто години от въглищна мина в Ланкашир, Англия, е изваден фосилизиран череп на риба. Нито миньорите, нито палеонтолозите, които първоначално изследвали находката, обаче осъзнали истинската стойност на находката.

Сега компютърната томография разкрива останки от мозък, несравним с този на нито едно гръбначно животно на подобна възраст, предоставяйки данни за състоянието на мозъчната система през времето на Средния карбон и преобръщайки предишните идеи за еволюцията на мозъчната архитектура.

След стогодишно пренебрегване мозъкът на въпросната риба кокоцефал Coccocephalus wildi е описан в нова статия от екип, ръководен от докторанта от Мичиганския университет Родриго Фигероа (Rodrigo Figueroa).

Рибата принадлежи към класа на лъчеперките, които са висши риби с покрито с костни люспи тяло, чийто гръбначен стълб е главно от костно вещество. Този клас включва половината от живите видове гръбначни животни, това е разнообразна група, състояща се от около 30 000 вида. Сред живите примери за лъчеперки са рибата меч и пъстървата

Меките тъкани рядко се фосилизират добре. В случая с този кокоцефал мозъкът и черепните нерви са оцелели, защото нищо не е смачкало черепа и плътните минерали са заменили тъканите бързо, въпреки че по-голямата част от задния мозък е била загубена.

Без тази запазеност въпросният фосил не би направил кой знае какъв интерес - поредната древна риба, дълга 15-20 см, която вероятно се е хранила с ракообразни. Тъй като това е единственият известен пример за този вид, изследователите използват неинвазивна компютърна томография - същата технология, която се използва за медицински изображения на хора - за да надникнат във вътрешността на черепа, без да повредят вкаменелостта.

Вместо празно пространство или произволен минерален растеж в черепната кухина, екипът открива симетрична структура с вдлъбнатини като тези в живия мозък и нишки, наподобяващи черепни нерви с дължина около 2,5 см. От университета съобщават, че мозъкът и нервите са били заменени от плътен минерал, който ги е запазил "в изящни детайли".

^{Едно от изображенията на компютърната томография на черепа Coccocephalus wildi от статията. Линиите посочват части от мозъка във вътрешността. Кредит: Figueroa et al./Nature}

Мозъкът на кокоцефала се е формирал чрез издуване около кухина и сгъване навътре, подобно на тези на днешните бозайници, птици и влечуги. От друга страна, съвременните лъчеперки - най-близките оцелели роднини на тази риба - имат мозъци, които се сгъват навън. Откритието означава, че мозъкът на рибите трябва да е претърпял радикална промяна в някакъв момент, въпреки че не знаем кога и защо.

Черепните нерви изчезват, след като излязат от черепа, което предполага, че е имало нещо различно в химията вътре в мозъчния корпус, което е позволило тяхното запазване, както и това на самия мозък.

Палеонтолозите определят формата на мозъка на изчезналите видове по вътрешната страна на черепите им. Но формата на мозъка на Coccocephalus и вътрешната повърхност на мозъчната му обвивка не съвпадат, което предполага, че да се съди за мозъка по този начин е било подвеждащо.

Фосилизираният череп на Coccocephalus wildi. Рибата е обърната надясно, като челюстите се виждат в долната дясна част на фосила. Очната ямка е кръглата, неравна част над челюстите. Кредит: Jeremy Marble, University of Michigan News.

Въпреки представата, че гръбначните животни притежават по-големи и по-съвършени мозъци от безгръбначните видове,  повечето от наистина древните оцелели образци на мозъци идват от древните безгръбначни животни. Преди това откритие най-старият добре запазен мозък произхождаше от мечеопашато на възраст 310 милиона години, а има и намеци за мозъчен материал, който отново е с 200 милиона години по-стар. Единственият близък прецедент за това откритие е от фосил на 300 милионна година на роднина на акулите.

Фигероа очаква, че с все по-лесно достъпните компютърни томографи все повече изкопаеми мозъци ще бъдат откривани по този начин. Това откритие със сигурност дава стимул на учените да опитат.

Справка: Figueroa, R.T., Goodvin, D., Kolmann, M.A. et al. Exceptional fossil preservation and evolution of the ray-finned fish brain. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05666-1 

Източник:

Scientists Discover 319-Million-Year-Old Fossilized Brain, CNET

World's Oldest Fossil Vertebrate Brain Found In A 319 Million-Year-Old Fish, IFLScience