Ископаемые мозги возрастом 500 млн лет заставляют пересмотреть эволюцию насекомых и пауков

Новое исследование Королевского музея Онтарио (ROM) основано на коллекции окаменелостей, содержащих мозг и нервную систему морского хищника Stanleycaris из сланцев Бёрджес возрастом полмиллиарда лет. Stanleycaris принадлежал к древней, вымершей ветви эволюционного древа членистоногих — Radiodonta, отдалённо связанной с современными насекомыми и пауками. Эти находки проливают свет на эволюцию мозга, зрения и структуры головы членистоногих. Результаты опубликованы в журнале Current Biology.

Сохранность мозга

Исследователей особенно поразило то, что находится внутри головы Stanleycaris. В 84 образцах остатки мозга и нервов сохранились спустя 506 миллионов лет.

"Хотя окаменелые мозги кембрийского периода — не новость, это открытие выделяется потрясающим качеством сохранности и большим количеством образцов, — говорит ведущий автор Джозеф Мойсюк. — Мы даже можем разглядеть детали, такие как зрительные центры, обслуживающие крупные глаза, и следы нервов, входящих в конечности. Детали настолько чёткие, словно мы смотрим на животное, умершее вчера".

Строение мозга

Ископаемые показывают, что мозг Stanleycaris состоял из двух сегментов: протоцеребрума и дейтоцеребрума, соединённых соответственно с глазами и передними клешнями.

"Мы заключаем, что двухсегментная голова и мозг имеют глубокие корни в линии членистоногих, и их эволюция, вероятно, предшествовала трёхсегментному мозгу, который характеризует всех ныне живущих представителей этого типа", — добавил Мойсюк.

У современных членистоногих мозг состоит из протоцеребрума, дейтоцеребрума и тритоцеребрума. Разница в один сегмент имеет радикальные научные последствия для понимания эволюции структур в группе.

"Эти окаменелости подобны Розеттскому камню, помогая связать черты радиодонтов и других ранних ископаемых членистоногих с их аналогами у выживших групп".

Третий глаз

Помимо пары стебельчатых глаз, Stanleycaris обладал крупным центральным глазом в передней части головы — особенностью, ранее не замеченной у радиодонтов.

"Наличие огромного третьего глаза у Stanleycaris было неожиданным. Это подчёркивает, что эти животные выглядели ещё более странно, чем мы думали, но также показывает, что самые ранние членистоногие уже эволюционировали множество сложных зрительных систем, как и многие их современные родственники", — сказал соавтор доктор Жан-Бернар Карон.

Хищник Кембрия

В кембрийский период радиодонты были одними из крупнейших животных (например, Anomalocaris достигал 1 метра). Stanleycaris длиной не более 20 см был мал для своей группы, но в то время, когда большинство животных не превышало размера человеческого пальца, он был грозным хищником. Его сложные сенсорная и нервная системы позволяли эффективно выслеживать мелкую добычу в полумраке.

Об образцах

Для исследования Мойсюк и Карон изучили ранее не публиковавшуюся коллекцию из 268 образцов Stanleycaris. Окаменелости были собраны в основном в 1980-х и 90-х годах из слоёв горных пород над знаменитым карьером Уолкотта в сланцах Бёрджес (национальный парк Йохо, Канада) и являются частью обширной коллекции ROM. Сланцы Бёрджес являются объектом Всемирного наследия ЮНЕСКО.