اكتشاف كبير يغير كتب العلوم

باريسا عباسي: قدمت دراسة في مجلة Science بقيادة نيكولاس شتراوسفيلد ، الأستاذ في قسم علم الأعصاب بجامعة أريزونا وفرانك هيرت ، القارئ في علم الأعصاب التطوري في King’s College London ، أول وصف تفصيلي لمنهج Cardiodictyon. تم اكتشاف هذه الحفرية الشبيهة بالديدان لأول مرة في عام 1984 في الصخور الجنوبية لمقاطعة يونان بالصين وقياسها أقل من 1.5 سم ، وهي تحمل سرًا مهمًا حتى يومنا هذا: الجهاز العصبي المحفوظ جيدًا ويشمل الدماغ.

اقرأ أكثر:

قال ستراوسفيلد: “على حد علمنا ، هذا هو أقدم دماغ متحجر نعرفه”.

ينتمي Cardiodictyon إلى مجموعة من الحيوانات المنقرضة المعروفة باسم فصيصات الأرجل المدرعة. كانت هذه المخلوقات وفيرة في أوائل العصر الكمبري ، حتى ظهرت جميع أنواعها تقريبًا بين 500 و 540 مليون سنة مضت. ربما تحركت Lobopodia على طول قاع البحر باستخدام عدة أزواج من الأرجل الناعمة والريشية ؛ على عكس أحفادهم ، فإن euarthropods – الكلمة اليونانية التي تعني “المفصليات الحقيقية” – لم يكن لها مفاصل. أقرب الأقارب الأحياء لوبوبوديا اليوم هم الديدان المخملية ، التي تعيش بشكل رئيسي في أستراليا ونيوزيلندا وأمريكا الجنوبية.

المناقشات التي تعود إلى أوائل القرن التاسع عشر

تظهر الحفريات التي عثر عليها في Cardiodictyon حيوانًا كان جسمه مجزأًا وكان لكل جزء ترتيبات متكررة من الهياكل العصبية تسمى العقد العقدية. تتناقض هذه الأجزاء بشدة مع رأس ودماغ هذا الحيوان. لأنه لا يوجد دليل على وجود انقسام في الرأس والدماغ لهذه المخلوقات.

يقول ستراوسفيلد: “كان هذا التشريح غير متوقع تمامًا لأن رؤوس وأدمغة مفصليات الأرجل الحديثة وبعض أسلافهم الأحفوريين كان يُنظر إليهم على أنهم مخلوقات متكتلة تشبه الشريط لأكثر من مائة عام”.

وفقًا لمؤلفي الدراسة ، تحل هذه النتائج مناقشات طويلة الأمد حول أصل وتكوين الرأس في المفصليات ، وهي أكبر أنواع الحيوانات في مملكة الحيوانات في العالم. تشمل مفصليات الأرجل الحشرات والقشريات والعناكب والعناكب الأخرى (فئة اللافقاريات والمفصليات) ، بالإضافة إلى بعض العائلات الحيوانية الأخرى مثل الديدان الألفية والمئويات.

يقول هيث: “منذ ثمانينيات القرن التاسع عشر ، لاحظ علماء الأحياء المظهر المجزأ لجسم المفصليات ومددوا هذه الأجزاء إلى الرأس”. واعتبروا الرأس امتدادًا أماميًا لجسم هذه المخلوقات المجزأة.

“لكن Cardiodictyon يظهر أن رؤوسهم ، مثل أدمغتهم ، لم تكن مرتبطة بأجسادهم ، مما يشير إلى أن أدمغتهم وأنظمتهم العصبية ربما تطورت بشكل منفصل” ، كما يقول ستراوسفيلد.

العقول متحجرة

Cardiodictyon هو جزء من الحيوانات في Chengjiang ، وهو موقع أحفوري شهير في مقاطعة يوننان اكتشفه عالم الحفريات Xiangguang Hu. يتم حفظ الأجسام الناعمة والحساسة لفصريات الأرجل بشكل جيد في السجل الأحفوري ، ولكن باستثناء القلب والدماغ لم يتم فحصهما ، ربما لأن الفصيصات عادة ما تكون صغيرة. كان الجزء الأكثر بروزًا من جسم Cardiodiction عبارة عن سلسلة من الهياكل المثلثة الشكل على شكل سرج والتي حددت بوضوح كل جزء وكانت بمثابة نقاط ربط لكل زوج من الأرجل. تم العثور على هذه الحفريات في الصخور القديمة التي يعود تاريخها إلى العصر الكمبري (إحدى الفترات الجيولوجية في العصر الباليوزويك).

وفقًا لـ Strausfeld ، “يخبرنا هذا الاتجاه أن الفصيصات المدرعة كانت على الأرجح من بين المفصليات الأولى.” “حتى قبل أن عاشت ثلاثية الفصوص مجموعة متنوعة من المفصليات البحرية التي انقرضت منذ حوالي 250 مليون سنة.”

يقول هيرث: “حتى وقت قريب ، كان من الأفكار الشائعة أن” الأدمغة لا تتحفور “. لذا ، أولاً وقبل كل شيء ، لا تتوقع أن تجد حفرية ذات دماغ محفوظ. وثانيًا ، هذا الحيوان صغير جدًا لدرجة أنك لا تجرؤ حتى على النظر إليه على أمل العثور على دماغ.

ومع ذلك ، مع عمل ستراوسفيلد على مدى السنوات العشر الماضية أو أكثر ، تم تحديد عدد من الأدمغة المحفوظة في مفصليات الأرجل الأحفورية المختلفة.

مخطط جيني مشترك لبناء الدماغ

في دراستهم الجديدة ، لم يكن مؤلفو هذه الورقة قادرين على تحديد دماغ Cardiodictyon فحسب ، بل قارنوه أيضًا بأدمغة الأحافير والمفصليات الحية المعروفة ، بما في ذلك العناكب والمئويات. من خلال الجمع بين الدراسات التشريحية التفصيلية لأحفوريات لوبوبودين مع تحليل الأنماط الجينية في أحفاد الأحياء لهذه المخلوقات ، استنتجوا أن نمطًا شائعًا لتنظيم الدماغ قد تم الحفاظ عليه فيها من العصر الكمبري حتى الوقت الحاضر.

يقول هيث: “بمقارنة الأنماط الجينية المعروفة عبر الأنواع الحية ، توصلنا إلى مخطط ثابت مشترك بين جميع الأدمغة وكيف تتشكل”.

هناك أيضًا ثلاث مناطق دماغية في Cardiodictyon. وأضاف هيث: “وجدنا أنه بغض النظر عن أنواع هذه الكائنات ، فإن كل منطقة من مناطق الدماغ والسمات المرتبطة بها كانت تتميز بنفس تركيبة الجينات. “هذا يشير إلى مخطط جيني مشترك لبناء الدماغ.”

دروس من تطور دماغ الفقاريات

يقول هيرت وستراسفيلد إن المبادئ التي تم استكشافها في دراستهم من المرجح أن تنطبق على الكائنات الحية غير المفصليات وأقاربها. وهذا أمر مهم ، كما يقولون ، عندما نرغب في مقارنة الجهاز العصبي لمفصليات الأرجل مع تلك الموجودة في الفقاريات ، التي لها بنية متشابهة بشكل واضح ؛ لأننا نرى أن لديهم أيضًا دماغًا أماميًا وسطيًا وراثيًا ، وتلك الأجزاء مختلفة عن النخاع الشوكي في شكل متطور.

وفقًا لـ Strausfeld ، تقدم هذه النتائج رسالة الاستمرارية في الوقت الذي يتغير فيه الكوكب بشكل كبير تحت تأثير تغير المناخ.

وقال: “بينما كانت الأحداث الجيولوجية والمناخية الكبرى تغير كوكبنا ، فإن الحيوانات البحرية البسيطة مثل Cardiodictyon أنجبت أكثر مجموعة متنوعة من الكائنات الحية – الأرضية – التي وجدت طريقها في النهاية إلى كل موطن جديد تم إنشاؤه على الأرض”. وهم ينتشرون “.

مصدر: مؤسسة فيزداتا

5858