Окаменелость крошечного морского червя, жившего 525 миллионов лет назад, разрешила вековой спор об эволюции мозга членистоногих. Исследование показало, что мозг первых членистоногих не был сегментирован, а нервная система головы и туловища эволюционировала независимо.
Окаменелость головы C. Catenulum, пурпурным цветом отмечены структуры мозга/ © Nicholas Strausfeld
Ученые из Университета Аризоны (США) предоставили первое подробное описание червеподобного существа Cardiodictyon catenulum, жившего около 525 миллионов лет назад. Его останки отлично сохранились в скалах южной китайской провинции Юньнань.
Выяснилось, что окаменелость длиной менее полутора сантиметров, впервые обнаруженная в 1984 году, все это время скрывала хорошо сохранившуюся нервную систему. Мозг C. catenulum оказался самым древним окаменелым мозгом и помог разрешить споры об эволюции нервной системы членистоногих. Результат исследования опубликованы в журнале Science.
C. catenulum принадлежал к вымершей группе бронированных лобопод (Scleronychophora), многочисленной в начале кембрия. Эти животные передвигались по морскому дну с помощью нескольких пар мягких коротких ног, лишенных суставов. Их ближайшие ныне живущие родственники — онихофоры, или бархатные черви, обитающие в Австралии, Новой Зеландии и Южной Америке.
C. catenulum имел сегментированное туловище, каждая часть которого содержала ганглии — нервные узлы. Однако в его головном мозге отсутствовали какие-либо признаки сегментации. Это открытие стало совершенно неожиданным для ученых, так как головы и мозги современных членистоногих и некоторых их предков на протяжении долго времени считались только сегментированными.
По мнению авторов работы, их находка сможет разрешить долгие споры о происхождении и строении головы у членистоногих. Ведь с 1880-х годов биологи отмечали сегментированный вид туловища членистоногих и экстраполировали это на голову. Исследование C. catenulum показало, что головы первых членистоногих не были сегментированы, как и их мозг. Таким образом, мозг и нервная система туловища, вероятно, развивались отдельно.
Исследователи также сравнили мозг C. catenulum с мозгом известных ископаемых и живых членистоногих, включая пауков и многоножек. Сочетание подробных анатомических исследований окаменелости и анализа паттернов экспрессии генов показало, что общий план организации мозга членистоногих сохранялся с кембрия до наших дней.
Ученые отметили, что принципы, описанные в этом исследовании, вероятно, применимы и к другим животным, помимо членистоногих и их ближайших родственников. Это имеет важное значение для сравнения нервной системы членистоногих с нервной системой позвоночных, в которой передний и средний мозг генетически и эволюционно отличаются от спинного мозга.
