شرح واسع النطاق لتطور الدماغ مرفوض من قبل حفرية عمرها 525 مليون سنة

شرح واسع النطاق لتطور الدماغ مرفوض من قبل حفرية عمرها مليون عام
شرح واسع النطاق لتطور الدماغ مرفوض من قبل حفرية عمرها مليون عام - الرأس المتحجر لسلسلة Cardiodictyon (أمام اليمين). تشير الرواسب ذات اللون البنفسجي إلى هياكل دماغية متحجرة. ائتمانات: نيكولاس ستراوسفيلد

تزعم دراسة جديدة أنها وجدت الإجابة على السؤال المتعلق بكيفية تطور الدماغ في المفصليات ، وهي المجموعة الأكثر تنوعًا في الأنواع في المملكة الحيوانية. تمت مناقشة هذا السؤال لأكثر من قرن ، بفضل بقايا مخلوق بحري صغير تم الحفاظ على نظامه العصبي بعناية.

في ضوء الحفريات لمخلوق بحري صغير اختفى منذ أكثر من نصف مليار سنة ، قد يكون من الضروري إعادة التفكير في كيفية نشأة الدماغ في الكتب العلمية.

تقدم دراسة جديدة أول وصف شامل لسلسلة Cardiodictyon ، وهي مخلوق شبيه بالديدان وجد محفوظًا في الصخور في مقاطعة يونان جنوب الصين. الحفرية ، التي يبلغ طولها أقل من 1,5 سم واكتشفت لأول مرة في عام 1984 ، لديها نظام عصبي محفوظ بدقة ، بما في ذلك الدماغ ، والذي ظل سراً حتى الآن.

الباحثون الرئيسيون في الدراسة هم نيكولاس ستراوسفيلد ، أستاذ علم الأعصاب بجامعة أريزونا ، وفرانك هيرث ، قارئ في علم الأعصاب التطوري في كينجز كوليدج لندن. نُشرت الدراسة في 24 نوفمبر في مجلة Science.

وفقًا لـ Strausfeld ، "هذا هو أقدم دماغ متحجر نعرفه حتى الآن."

ينتمي Cardiodictyon إلى مجموعة الحيوانات المنقرضة المعروفة باسم lobopodians المدرعة ، والتي كانت شائعة منذ 540 مليون إلى 500 مليون سنة ، خلال أوائل العصر الكمبري ، عندما ظهرت جميع سلالات الحيوانات الرئيسية تقريبًا في وقت قصير جدًا. من المحتمل أن تشرح الأزواج المتعددة من الأرجل الناعمة والقصيرة التي تفتقر إلى مفاصل أسلافها ، euarthropods (تعني "القدم المفصلية الحقيقية") ، كيف سار فصيص الأرجل على قاع البحر. تم العثور على الديدان المخملية بشكل أساسي في أستراليا ونيوزيلندا وأمريكا الجنوبية ، وهي أقرب أقرباء اليوم إلى فصيلة الفصوص.

نزاع يعود تاريخه إلى القرن التاسع عشر

تظهر أحافير Cardiodictyon حيوانًا به جسم مجزأ وخيوط متكررة من الخلايا العصبية تسمى العقد. هذا يتناقض بشكل حاد مع الجمجمة والدماغ ، وكلاهما لا يظهر أي علامات تجزئة.

قال شتراوسفيلد: "كان هذا التشريح غير متوقع تمامًا" ، حيث كان يُعتقد أن رؤوس وأدمغة بعض المفصليات الحديثة وأقاربها المتحجرة كانت مجزأة لأكثر من قرن.

وفقًا للمؤلفين ، يحل هذا الاكتشاف نقاشًا طويلًا ومثيرًا للجدل حول أصل وبنية الرأس في المفصليات ، وهي مجموعة الحيوانات الأكثر تنوعًا في الأنواع. تعتبر الحشرات والقشريات والعناكب والمفصليات الأخرى من المفصليات ، إلى جانب بعض السلالات الأخرى مثل مئويات الأقدام والمئويات.

وفقًا لهيرث ، بدأ علماء الأحياء في مراقبة الجسم المجزأ بشكل مميز لمفصليات الأرجل في ثمانينيات القرن التاسع عشر وعكسوا ذلك بشكل أساسي على الرأس. وهكذا تم تطوير النظرية القائلة بأن الرأس هو الامتداد الأمامي لجسم مجزأ.

لكن وفقًا لـ Strausfeld ، يُظهر Cardiodictyon أنه لا دماغ الرأس المبكر ولا أجزائه مثل هذا ، مما يعني أن الدماغ والجذع العصبي على الأرجح قد تطوروا بشكل مستقل.

يمكن أن تكون العقول متحجرة

كان Cardiodictyon عضوًا في حيوانات Chengjiang ، وهو موقع أحفوري معروف في مقاطعة يوننان اكتشفه عالم الطبيعة Xianguang Hou. على الرغم من أن فصيلة الفصوص ، باستثناء القلب ، كانت لها أجسام ناعمة وهشة ، إلا أن رؤوسهم وأدمغتهم لم تدرس عن كثب في السجل الأحفوري ، ربما لأنها كانت صغيرة في العادة. تتمثل أبرز ميزات القلب في سلسلة من الهياكل المثلثة الشكل على شكل سرج والتي تفصل كل جزء وتعمل كمواقع ربط لأزواج من الأرجل. تم اكتشافها في صخور أقدم يعود تاريخها إلى العصر الكمبري.

وفقًا لـ Strausfeld ، يشير هذا إلى أن المفصليات المدرعة ربما كانت أول مفصليات الأرجل التي سبقت المجموعة الشهيرة والمتنوعة من المفصليات البحرية المعروفة باسم ثلاثية الفصوص ، والتي انقرضت منذ حوالي 250 مليون سنة.

وفقًا لهيرث ، حتى وقت قريب كان من المقبول عمومًا أن "الأدمغة لا تتحفور". "لذلك ، لا تتوقع أن تجد حفرية ذات دماغ محفوظ لتبدأ. أيضًا ، لن تجرؤ حتى على النظر إلى هذا المخلوق على أمل اكتشاف دماغ بسبب صغر حجمه.

إن اكتشاف عدد كبير من حالات الدماغ السليمة في مختلف المفصليات المتحجرة خلال العقد الماضي ، ومعظمها أجراه شتراوسفيلد ، هو تتويج لهذا البحث.

مخطط جيني واحد لتطور الدماغ

لم يصف مؤلفو الدراسة الجديدة دماغ Cardiodictyon فحسب ، بل قارنوه أيضًا بأدمغة الحفريات المعروفة والمفصليات المعاصرة مثل العناكب والمئويات. من خلال الجمع بين الدراسات التشريحية المتعمقة لأحفوريات الفصوص وتحليل أنماط التعبير الجيني في أحفادهم الأحياء ، خلص الباحثون إلى أنه تم الحفاظ على مخطط مشترك لتنظيم الدماغ من العصر الكمبري حتى الوقت الحاضر.

قال هيث: "لقد حددنا سمة مشتركة لجميع الأدمغة وكيف تتطور". "بمقارنة الأنماط المعروفة للتعبير الجيني في الأنواع الحية."

يرتبط كل جزء من الأجزاء الثلاثة من الجهاز الهضمي الأمامي وواحد من ثلاثة أزواج مختلفة من ملحقات الرأس بواحدة من مناطق الدماغ الثلاثة في Cardiodictyon.

قال هيث: "وجدنا أنه بغض النظر عن الأنواع التي درسناها ، فإن كل منطقة في المخ والصفات المصاحبة لها تحددها نفس مجموعة الجينات". هذا يشير إلى "إطار جيني مشترك لتنمية الدماغ".

وفقًا لهيرث وستراسفيلد ، إلى جانب المفصليات وأقاربها ، قد تتأثر الكائنات الحية الأخرى بالنظريات المقدمة في دراستهم. وأضافوا أنه عندما قارنوا الجهاز العصبي للمفصليات والفقاريات بتصميم مماثل ، حيث يكون الدماغ الأمامي والدماغ المتوسط ​​مختلفين وراثيا ونمويا عن النخاع الشوكي ، فإن هذا له آثار مهمة.

وقال ستراوسفيلد إن النتائج التي توصل إليها تقدم أيضًا رسالة تواصل في وقت تتغير فيه الأرض بشكل جذري بسبب تغير المناخ.

أدت الحيوانات البحرية البسيطة مثل Cardiodictyon إلى ظهور euarthropods ، وهي المجموعة الأكثر تنوعًا من الكائنات الحية على الأرض في وقت كانت فيه العمليات الجيولوجية والمناخية الهامة تعمل على تغيير الأرض. ومع ذلك ، فإن هذه الكائنات euarthropods مهددة الآن من قبل الأنواع العابرة الخاصة بنا.

المصدر: "The Lower Cambrian Lobopodian Cardiodictyon يحل أصل أدمغة Euarthropod" بقلم نيكولاس ج.
DOI: 10.1126 / science.abn6264

Günceleme: 28/11/2022 13:13

إعلانات مماثلة

كن أول من يعلق

Yorumunuz