Skenovanie pravekej paryby, príbuznej dnešných chimér, žralokov a rají, ktorej zvyšky pochádzajú zo Severnej Ameriky, odhalilo v jej lebke skamenený mozog. Keďže žila pred tristo miliónmi rokov, ide o zďaleka najstaršiu známu ukážku mozgu.
Nečakaný objav vzišiel z vcelku bežného skenovania fosílie na CT, ktoré robil Alan Pradel z Národného múzea prírodnej histórie v Paríži (Francúzsko) s kolegami. Vo vnútrolebečnom priestore skúmanej paryby zbadali drobný, iba asi 1,5- krát 7-milimetrový symetrický lalok.
Ukázalo sa, že je to mozog. Fosílne mozgy z mladšieho praveku nie sú až také vzácne. Toto bol ale očividne podstatne starší nález, ešte z prvohôr. Konkrétne z karbónu, čo je geologický útvar, ktorý preklenoval doby pred 354 a 290 miliónmi rokov (presné vymedzenie sa v odbornej literatúre líši od bádateľa k bádateľovi).
Druhý pohľad
Vedci preto zariadili dodatočné skenovanie v Európskom zariadení pre synchrotrónové žiarenie v rovnako francúzskom Grenoble. Nová metóda röntgenovej synchrotrónovej mikrotomografie im poskytla mimoriadne podrobné informácie o stavbe mozgu a tvare mozgovne, i o predmetných spojovacích nervových zväzkoch.
„Paleontológovia boli pri výskume všeobecnej morfológie mozgu dlho odkázaní výlučne na tvar lebečnej dutiny, keďže mineralizované zvyšky pôvodne mäkkého tkaniva až dodnes nemali k dispozícii," povedal Alan Pradel.
„Fosílne tkanivo síce v dávnej minulosti tiež sfosílňovalo, zvyčajne to ale boli svaly a orgány ako obličky, ich zachovaniu pomáhali fosfátové baktérie z črevného traktu," doplnil ho John Maisey z Amerického múzea prírodnej histórie v New Yorku (USA), druhý vedúci tímu.
V tomto prípade sa fosfátové baktérie postarali o zachovanie mozgu. Sedemčlenný tím to oznámil v online vydaní časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences USA.
Dávni príbuzní chimér
Lebka patrila tvorovi z dávno vymretej skupiny iniopterygiánov (rad Iniopterygia). Najbližšie mali k dnešným chimérám, nazývaným tiež „prízračné žraloky". Tých síce žije 40 druhov, ale sú dosť obskúrne. Chiméry sú príbuzné pravých žralokov a rají. Koncom prvohôr však iniopterygiány a podobné tvory predstavovali hojnú a anatomicky pestrú skupinu obyvateľov morí.
Vedci ich podobu zrekonštruovali predovšetkým z úplne sploštených fosílií. Mali masívne lebky s veľkými očnými otvormi, rady žralokovitých zubov, chvosty v podobe akýchsi kyjakov, veľké hrudné plutvy posunuté až takmer na chrbát a kostné hroty, bodce či háčiky na končekoch plutiev. Zväčša boli celkom malé, s priemernou dĺžkou okolo 15 centimetrov, ani dĺžka najväčších nepresahovala pol metra. Žili na bahnitom dne plytkých morí.
Rekonštrukcia podoby skúmanej iniopterygiánskej paryby.
Ilustrácia: Philippe Janvier
Rekonštrukcia podoby iniopterygiánskej paryby so zvýraznením lebečnej časti a mozgu na základe synchrotrónového skenu.
Ilustrácia: PNAS
Unikátne 3-D lebky
V bridliciach v amerických štátoch Kansas a Oklahoma sa však nedávno našli štyri lebky iniopterygiánov, ktoré aj po 300-miliónoch rokov uväznenia v hornine zostali trojrozmerné. (Mnohé ich znaky stále majú na lebkách dnešné chiméry.) V jednej, konkrétne z Kansasu, vedci odhalili mineralizovaný mozog.
Unikátna fosília. Celá síce tvarom pripomína mozog, no ten je skrytý vnútri sfosílnenej lebky,
nachádzajúcej sa v tomto náleze.
Foto: PNAS
Malý, no vo veľkej mozgovni. To nie je pri nižších stavovcov zvláštne. Mnohým rybám počas evolúcie prestal rásť mozog, no lebka sa zväčšila. Mozog mal veľký vizuálny lalok a optický nerv smeroval k správnemu miestu mozgovne. Tomu zodpovedali veľké očné otvory.
Sluchový systém mozgu mal tvor zredukovaný, v súlade s vnútorným uchom iniopterygiánov, ktorí mali ušné kanály, regulujúce orientáciu a rovnováhu, stlačené do horizontálnej roviny a zrejme dokázal zachytiť pohyby do strán, no nie pohyby zhora nadol.
„Nič podobné tomuto nálezun nepoznáme; je to ozaj bizarné. Keď už však teraz vieme, že aj v takých dávnych fosíliách sa môžu zachovať mozgy, môžeme sa začať obzerať po ďalších ukážkach. O mozgoch skorých stavovcov toho vieme veľmi málo, pričom evolúcia mozgu spočíva v jadre histórie stavovcov," povedal John Maisey.
Hlavné zdroje: Proceedings of the National Academy of Sciences USA Early Edition z 2. marca 2009; Komuniké American Museum of National History a European Synchrotron Radiation Facility, obe z 2. marca 2009.
