考古學家在3.19億年前的化石中發現世界上最古老的脊椎動物大腦
我們對古代滅絕動物的了解大多來自於它們的骨骼,因為軟組織通常不能很好地化石化。但是現在,科學家們發現了保存下來的最古老的脊椎動物的大腦,在一條將近3.2億年前的魚類化石中。
動物死後,由於食腐動物或分解,其肉體和器官通常會很快消失。這就只剩下骨頭了,在某些情況下,骨頭可以化石化,成為我們熟悉的博物館展品。但是,如果屍體避免暴露在外界環境中,例如被迅速埋葬或被包裹在琥珀等材料中,那麼皮膚或羽毛等軟組織就可以存活到今天。
現在,科學家們發現了已知的最古老的脊椎動物的大腦化石。該記錄屬於一種3.19億年前的魚類,即Coccocephalus wildi,它是構成現代脊椎動物中最大群體的鰩魚的早期祖先。之前的記錄保持者是一條鯊魚,可以追溯到3億年前,但其他著名的大腦化石包括3.1億年前的鱟和1.33億年前的恐龍。不過,它與已知的最古老的心臟相比毫無優勢,後者是在3.8億年前的魚類化石中發現的。
然而,C. wildi的化石並不是一個新的發現–它是在幾乎一個世紀前從一個煤礦中挖出來的。但是在新的研究中,研究人員對該標本進行了CT掃描,以便在不破壞它的情況下檢查它的內部,並在頭骨中發現了一個明亮的圓球,表明有一種更密集的礦物,也許是黃鐵礦。研究小組說,這個圓球看起來很像大腦:它從中間對稱,有類似於腦室的空隙,還有似乎是顱神經的絲狀物質。
科學家放大了頭骨所在的區域,進行了第二次更高分辨率的掃描,從而確認了這就是世界上最古老的脊椎動物大腦化石。
藝術家對Coccocephalus wildi的印象,突出了其保存的大腦的不尋常的形狀
研究小組說,這種原始的保存可能是因為該魚死後很快就被埋在了沉積物下,當時幾乎沒有氧氣存在。一個有利於軟組織化石的化學微環境似乎也在其頭骨內形成。
這一發現也可以填補魚類進化故事中的一些空白。據研究人員稱,C. wildi的大腦與鱘魚和匙吻鱘的大腦最為相似,而這兩種魚恰好被認為是”活化石”,因為它們在3億多年前就已經與其他鱝鰭魚類的進化分道揚鑣。
弗里德曼說:”與所有活著的鰩魚不同,C. wildi的大腦是向內折疊的。因此,這塊化石捕捉到的是鰩魚大腦的這一標誌性特徵進化之前的時間。這為我們提供了一些關於這一特徵何時進化的約束條件–在關於C. wildi的新數據之前,我們沒有很好地掌握這一點。”
該團隊認為,這種大腦保存的情況比以前認為的更常見。在未來的工作中,他們計劃開始尋找它們。這項研究發表在《自然》雜誌上。