Удивительная сохранность древних животных, исчезнувших сотни миллионов лет назад, иногда радует палеонтологов совершенно неожиданными открытиями. Кто бы мог подумать, например, что окаменелости родственника членистоногих, жившего 520 млн лет назад, сохранят в себе остатки его нервной системы?
Именно такой приятный сюрприз преподнес сотрудникам Кембриджского университета Chengjiangocaris kunmingensis – этакая бронированная сороконожка, бойко сновавшая по дну морей кембрийского периода. Его остатки, законсервированные в бедном кислородом и лишенном бактерий окаменевшем морском иле, были найдены в местонахождении Xiashiba на юге Китая.
Ченцзянгокарис вырастал до 15 см длиной и принадлежал к давно вымершей группе Fuxianhuiida, приходящейся ранним предком современным членистоногим. Обычно в ископаемом состоянии от них сохраняются лишь крупный головной панцирь да фрагменты сегментированного туловища. Однако на этот раз ученым попал в руки весьма полный образец. Один из авторов исследования, Хавьер Ортега-Эрнандес (Javier Ortega-Hernandez) сообщил, что в остатки древнего существа включали в себя даже отлично сохранившиеся следы нервных тканей. «Нам представилась уникальная возможность взглянуть на то, как выглядела предковая нервная система. Это самый полный пример центральной нервной системы из кембрийского периода», – отметил ученый.
Нервная система Chengjiangocaris kunmingensis представляла собой напоминавший канат центральный тяж с нанизанными на него скоплениями нервных клеток – ганглиями – и отходящими в стороны нервными стволами. Нервный тяж являлся аналогом спинного мозга позвоночных, и довольно любопытно, что по мере удаления от головы животного соединенные с тяжем ганглии становились все меньше и меньше. При этом пары конечностей, к которым шли нервы от этих ганглиев, также уменьшались в размерах. В каждом сегменте тела ченцзянгокариса размещалось несколько крупных нервных узлов и аналогичное количество пар конечностей, общее число которых у всего организма могло достигать 80 штук.
Также от ганглиев отходило множество тончайших нервных волокон, образовывавших пространственные структуры по бокам тела. «У нас буквально отвисли челюсти, когда мы поместили образцы под микроскоп и заметили тонкие нервы по бокам, – рассказывает Ортега-Эрнандес. – Было трудно поверить, будто что-то настолько маленькое сможет сохраниться вместе с основным нервным стволом. Но это даже более важно, потому что показывает уникальную нервную организацию, не известную у современных членистоногих».
Более внимательное исследование сохранившихся ганглиев выявило десятки отходящих от них веретенообразных волокон, каждое размером около пяти тысячных миллиметра в длину. «Эти тонкие волокна демонстрировали весьма упорядоченный характер распределения, и поэтому мы решили выяснить, состоят ли они из того же материала, что и ганглии, – объясняет Ортега-Эрнандез. – С помощью флуоресцентной микроскопии мы подтвердили, что эти волокна на самом деле являлись отдельными нервами, которые окаменели в виде углеродных пленок, предоставляя нам беспрецедентный уровень детализации. Эти окаменелости значительно улучшили наше понимание того, как развивалась нервная система».
В целом нервная система Chengjiangocaris kunmingensis близка к современным членистоногим, у которых также имеются центральный нервный тяж, ганглии и десятки нервов, располагающихся по сторонам тела. Однако число нервов у ныне живущих форм намного меньше, что приближает ченцзянгокариса к онихофорам и приапулидам, и несколько отдаляет от тихоходок и членистоногих. По всей вероятности, упрощение сыграло важную роль в эволюции нервных систем двух последних групп, резюмировали кембриджские палеонтологи.
Статья The fuxianhuiid ventral nerve cord and early nervous system evolution in Panarthropoda опубликована порталом PNAS
Doi:10.1073/pnas.1522434113
