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新发现节肢动物化石标本保存了原始的大脑结构

作者:佚名 2015-11-17 浏览: 2,324 评论:0

摘要: 地球上几乎所有的动物都有神经系统——当然无脑海绵除外。所有动物的早期进化很可能都与大多数感官和复杂行为所需的神经系统的发展密切相关。研究这一器官的进化非常困难,原因有很多,但主要是因为和大多数软组织一样,大脑组织不会变成化石。找到神经系统的直接证据似乎是不可能...

地球上几乎所有的动物都有神经系统——当然无脑海绵除外。所有动物的早期进化很可能都与大多数感官和复杂行为所需的神经系统的发展密切相关。研究这一器官的进化非常困难,原因有很多,但主要是因为和大多数软组织一样,大脑组织不会变成化石。找到神经系统的直接证据似乎是不可能完成的任务,因此要想找到这一关键生物特征的第一个证据可能非常困难。

寒武纪是地球上生命“大爆发”的一个时期,生物物种极为丰富。迄今为止人类划分的大多数主要动物群(也就是生物分类中的“门”)都可以在有着5.4亿年历史的寒武纪化石中找到,其中就包括节肢动物。作为动物生命的最早形式之一,科学家们会很希望研究节肢动物化石中中枢神经系统(CNS)的进化。

新发现节肢动物化石标本

标本yKLP 11358在普通光以及电子显微镜扫描下的样子。在普通光下,大脑物质呈现黑色。在电子显微镜扫描下,碳和铁沉积被照亮。

中枢神经系统的罕见保存使得马晓娅及其同事发表在《当代生物学》(Current Biology)期刊上的这份新研究格外引人注意。马晓娅描绘了新发现的节肢动物化石标本,而这些标本实际上保存了原始的大脑结构。抚仙湖虫是一种像虾一样的生物,在寒武纪动物生命大爆发之初生活在寂静的大洋底。值得注意的是,它的大脑作为碳质膜被保存了下来,随后又经历了黄铁矿化——也就是所谓的“愚人金”。

被保存下来的大脑可能遭到泥浆的快速掩埋,从而使其得以保存下来并且没有降解。为了确定这实际上就是大脑,研究人员做了一系列地球化学分析,以弄清楚该大脑组织是如何变成化石的。研究作者们发现除了容易移动的软组织被早早固化外,该大脑化石与其他发现于类似种类岩石的动物化石中的其他器官系统并没有什么不同。该化石的形状显示抚仙湖虫的大脑在形状上非常类似于现代甲壳类动物的大脑,说明在这个古老的门类中,中枢神经系统的进化非常保守。

随着在多个抚仙湖虫标本中得到反复观察验证,马晓娅及其同事已给出了有力的证据,证明大脑可以变成化石。既然已经证明大脑实际上可以在化石记录中保存下来,那么其他沉积物可能也保存了类似结构。这一发现以及未来更多发现将有望为早期动物的进化补充更多信息,我们之前认为这些信息已消失在茫茫历史长河之中无迹可寻了。

译 徐笑音 校 李其奇