کشف قدیمی ترین مغز فسیل شده یک جانور با 319 میلیون سال قدمت - دنیای ویدئو

به گزارش راهنماتو، طول مغز و عصب جمجمه ای به سختی به یک اینچ می رسد و متعلق به یک ماهیِ منقرض شده در قد ومیزان های ماهیِ آب شش آب فام (bluegill) است.

نویسندگان این مطالعه که به راهنمایی دانشگاه میشیگان صورت گرفته است می گویند این کشف پنجره تازهی به روی آناتومیِ عصبی و فرگشتِ اولیه گروهی از ماهی های زنده فعلی، یعنی ماهی های شعاع باله، می گشاید. اغلب بخش های فسیل شده بدنِ جانوران که در مجموعه های موزه نگه داری می شوند، از بخش های سختِ بدنِ حیوانات شامل استخوان، دندان و پوسته، به جای مانده اند؛ بنابراین این کشفِ غیرمنتظره بینشی تازه را درباره فرایند فسیل شدنِ بافتِ نرمِ بدنِ حیوانات در اختیار محققان قرار داده است.

تصویر سی تی اسکنِ مغز به یک نوع ماهی شعاع باله اولیه به نامِ علمیِ Coccocephalus wildi تعلق دارد که در خور - دهانه رود، جایی که آب شور دریا و شیرینِ رودخانه به هم می رسند ـ شنا می نموده و از سخت پوستانِ کوچک، حشرات آب زی، ماهی های مرکب که امروزه شاملِ اسکوئید، اختاپوس و سپیداج هستند، تغذیه می نموده است.

جمجمه فسیل شده ماهی

با مرگِ ماهی، بافتِ نرم مغز و اعصابِ جمجمه ای او در طی فرایند فسیل شدن با یک نوع ماده معدنیِ متراکم که ساختار سه بعدی مغز و اعصاب جمجمه را با جزئیات به شکلِ سه بعدی حفظ نموده است، جایگزین شده است.

مت فریدمن، دیرینه شناس و نویسنده ارشد این مطالعه، می گوید: یکی از مهم ترین نتیجه گیری ها این است که این بخش های نرم می توانند حفظ شوند و ممکن است در فسیل هایی که مدت های طولانی در دسترس مان بوده اند نیز وجود داشته باشند. این فسیل 100 سال است که در اختیار ما بوده است.

این مطالعه به راهنماییِ شاگردِ فریدمن، رودریگو فیگوئرا، دانشجوی دکترا در دانشگاه میشیگان صورت گرفته است. او می گوید: این فسیلِ خارق العاده و تأثیرگذارِ کوچک نه تن ها قدیمی ترین نمونه از مغز فسیل شدۀ یک مهره دار است بلکه به ما نشان می دهد بیش تر دانشی که فقط به واسطه مطالعه روی مغز گونه های زنده درباره فرگشتِ مغز فهمیده بودیم، احتیاج به آنالیز مجدد دارد.

با تکنیک های تازه تصویربرداری دیگر شگفت زده نمی شویم اگر بفهمیم که مغز های فسیل شده و سایر بافت های نرم جانوران خیلی بیش تر از آنچه قبلاً فکر می کردیم، در دسترس مان موجود بوده است. از حالا به بعد، تیم تحقیقاتی ما و دیگران با رویکردِ نوینی به جمجمه های فسیل شده ماهی ها نگاه خواهد نمود.

در این مطالعه، تیم تحقیقاتی به هیچ عنوان قصدِ پیدا کردنِ مغز ماهی منقرض شده را نداشت، چون تصور نمی کرد که بافت نرم در فسیل جمجمه به جای مانده باشد. فریدمن می گوید: من از جمجمه اسکن گرفتم و بعد داده ها را در نرم افزار گذاشتم و متوجه شدم که چیزی غیرمعمولی، یک شیء متمایز، در درونِ جمجمه وجود دارد.

سی تی اسکن از مغز ماهی فسیل شده

این شیء در تصاویر سی تی اسکن و در مقایسه با استخوان های جمجمه یا سنگ های اطراف، روشن تر و بنابراین متراکم تر بود. فریدمن می گوید: رشدِ ناهمگنِ مواد معدنی در داخل فسیل ها شایع است، اما این شیء ساختاری همگن و تعیین داشت.

این شیء اسرارآمیز ویژگی های متعددی داشت که آن را به مغزِ مهره داران شبیه می کرد از قبیلِ تقارنِ دوطرفه؛ فضا های تهی شبیه به دهلیز و چندین تار، شبیه به اعصابِ جمجمه ای که در گونه های زنده هم وجود دارند، به سمتِ دهانه محفظه مغز امتداد پیدا نموده بودند.

فریدمن می گوید: همه این ویژگی ها را داشت و من با خودم گفتم، آیا چیزی که دارم به آن نگاه می کنم مغز است؟ بنابراین تصویر را روی این ناحیه از جمجمه زوم کردم تا تصویر با وضوح بالاتر ایجاد کنم و تعیین شد که این شیء واقعاً مغز ماهی است.

اگرچه بافت مغز مهره داران به ندرت حفظ شده است، اما دانشمندان موفقیت بیش تری در شناسایی مغزِ بی مهرگان داشته اند. برای مثال، مغزِ سالمِ یک خرچنگِ نعل اسبیِ 310 میلیون ساله در سال 2021 پیدا شد و اسکن هایی که از حشراتِ داخل کهربا گرفته شده است مغز و اندام های دیگر آن ها را نشان می دهد.

محققان پژوهش تازه از روی تصویر سی تی اسکنِ جمجمه این ماهی، آرواره و دندان هایش، توانسته اند طول آن را بینِ 6 تا 8 اینچ تخمین بزنند. دانشمندان تصور می نمایند که این ماهی به محضِ مردن در رسوباتی که اکسیژن کمی در آن ها وجود داشته است، مدفون شده است. این محیط ها فروپاشی بافت های نرم بدن را کند می نمایند.

به علاوه، میکرومحیطِ شیمیاییِ داخل محفظه مغز نیز ممکن است به حفظِ بافت های ظریف و جایگزین شدنِ آن با مواد معدنی متراکم تر یاری نموده باشد. تحقیقات نشان می دهند که این ماهی مغزی به میزان یک کشمش با سه ناحیه اصلی داشته که با اغماض می توان آن ها را معادلِ مغز پیشانی، مغز میانه و مغزِ عقبی در ماهی های زنده یکی دانست.

نویسندگان پژوهش می گویند اطلاعاتی که از مغزِ فسیل شده این ماهی درباره فرگشتِ مغز ماهی ها به دست آورده اند خیلی بیش تر از آن چیزی است که صرفاً از مطالعه ماهی های زنده به دست آمده است.

برای مثال، همه شعاع ماهی های زنده مغزشان به سمتِ بیرون برگشته است؛ یعنی مغزِ جنین ماهی با تاخوردنِ بافت از درون به بیرون توسعه پیدا نموده است، درست مثل اینکه یک جورابِ پشت ورو شده باشد. بقیه مهره داران برعکس هستند و مغزشان به سمت داخل تاخورده است.

مغزِ ماهی فسیل شده نیز برخلاف سایر ماهی های شعاع بالۀ زنده، به سمتِ داخل تاخوردگی دارد؛ که نشان می دهد این ویژگی هنوز در این ماهی تکامل نیافته بوده است. مغز ماهی فسیل شده شبیه به مغزِ ماهیانِ خاوری و پاروماهیان است که به نامِ ماهی های نخستین یا اولیه شناخته می شوند و بیش از 300 میلیون سال پیش از ماهی های شعاعی مشتق شدند.