Oudste Arthropod Brain Gevonden In Buglike Creature

{h1}

Een verrassend complex 520 miljoen jaar oud brein laat wetenschappers de evolutie van insecten en schaaldieren herdenken.

Het oudste brein ooit gevonden in een geleedpotige groep - een groep ongewervelde dieren met insecten en schaaldieren - is verrassend complex voor zijn 520-miljoen jaar oud, melden onderzoekers vandaag (10 oktober).

Het gefossiliseerde brein, gevonden in een uitgestorven geleedpotige uit China, lijkt erg op de hersenen van hedendaagse moderne insecten, zei onderzoek-onderzoeker Nicholas Strausfeld, de directeur van het Center for Insect Science aan de Universiteit van Arizona.

"De rest van het dier is ongelooflijk eenvoudig, dus het is een grote verrassing om een ​​brein te zien dat als het ware zo geavanceerd is in zo'n eenvoudig dier," vertelde Strausfeld aan WordsSideKick.com.

De ontdekking suggereert dat hersenen al vroeg in de geschiedenis een complexe organisatie hebben ontwikkeld, voegde hij eraan toe.

Het zich ontwikkelende insectenbrein

Geleedpotigen omvatten elk dier met een exoskelet, gekoppelde poten en een gesegmenteerd lichaam, van kreeften tot schorpioenen tot kevers tot vlinders. Er is echter controverse over hoe deze verschillende wezens zich ontwikkelden. Volgens één theorie zijn insecten geëvolueerd van voorouders die niet veel weg hebben van hedendaagse branchiopoda's, die uiterst eenvoudige schaaldieren zijn, zoals sprookjesgarnaal en watervlooien. Branchiopoden hebben eenvoudiger hersenen dan insecten en hogere kreeftachtigen, zei Strausfeld, dus deze evolutietheorie stelt dat zowel hogere kreeftachtigen als insecten zeer vergelijkbare complexe hersenen ontwikkelden na zich af te splitsen van deze gemeenschappelijke branchiopodachtige voorouder. [Oogverblindende foto's van met dauw bedekte insecten]

Als alternatief kunnen al deze groepen - insecten, branchiopoden en hogere kreeftachtigen - zijn geëvolueerd van een voorouder met een complex brein, met branchiopoden die later achteruitgaan.

"De vraag was dus:" Wat was het vroege brein, hoe zag het eruit, zag het er eenvoudig uit of zag het er complex uit? ", Zei Strausfeld.

Dat is geen gemakkelijke vraag om te beantwoorden, gezien het feit dat hersenen zelden gefossiliseerd raken. Maar het eerdere werk van Strausfeld over fossielen van geleedpotigen overtuigde hem ervan dat het mogelijk was. Hij moest gewoon naar China, de thuisbasis van een verbazingwekkende verzameling verbazingwekkend bewaard gebleven oude fossielen.

Het hoofdgebied van Fuxianhuia, dat de hersenen en de lenslobben toont.

Het hoofdgebied van Fuxianhuia, dat de hersenen en de lenslobben toont.

Credit: Nicholas J. Strausfeld

Op het laatste moment ontdekken

In de Chinese provincie Yunnan hebben paleontologen fossielen uit de Cambrische periode ontdekt, die liep van ongeveer 542 miljoen tot 488 miljoen jaar geleden. Deze fossielen zijn zeer goed bewaard gebleven.

Gedurende vijf dagen goten Strausfeld en zijn collega's door fossielen, op zoek naar donkere silhouetten van bewaard gebleven hersenen binnen oude geleedpotige hoofden. Er was echter één fossiel dat ongrijpbaar bleef: een exemplaar dat Strausfeld had gelezen in een paper van Zweedse onderzoekers. Ze dachten dat ze een gefossiliseerde hersenen hadden gezien.

Met nog maar een paar uur in het lab ging Strausfelds collega, Xiaoya Ma, van het Natural History Museum in Londen op jacht naar het ontbrekende exemplaar. Anderhalf uur later keerde ze terug met het fossiel, een uitgestorven gepantserd schepsel dat slechts een paar centimeter lang werd genoemd Fuxianhuia protensa. [25 geweldige oude beesten]

"Ik keek naar de microscoop en ik denk dat ik iets zei als:" Whoopee, ik denk dat we de kroonjuwelen hebben! "Zei Strausfeld. Onder vergroting kon hij het donkerbruine silhouet van geconserveerde hersenen zien, genesteld in de schedel van de arthropoden.

'Het is eigenlijk best wel bloedig... ik zat naar het ding te kijken en zei:' Oh mijn hemelse goedheid ',' zei Strausfeld. Met slechts vijf uur te gaan voordat hij moest vertrekken om een ​​geplande toespraak te houden en naar huis te vliegen, werd Strausfeld druk bezig met het fotograferen van de ontdekking.

IJzerrijke delen van het fossiel van Fuxianhuia onthullen de afdruk van een oud brein.

IJzerrijke delen van het fossiel van Fuxianhuia onthullen de afdruk van een oud brein.

Krediet: Xiaoya Ma

Een analyse van de hersenen onthulde dat het in drie delen was, net zoals de hersenen van moderne insecten uit drie delen bestaan ​​(bekend als protocerebrum, deutocerebrum en tritocerebrum). Zenuwen vanuit de ogen strekken zich uit in het protocerebrum, zenuwen van de antennes voeden zich in de deutocerebrum van het oude schepsel en een derde zenuwwortel van verder terug in het lichaam strekt zich uit in de tritocerebrum. De onderzoekers rapporteren de bevindingen in het nummer Nature van deze week.

Dit complexe, insectachtige brein suggereert dat de hedendaagse geleedpotigen in plaats van insecten die voortkomen uit eenvoudige branchiopoden, afstammen van een complex-breinige voorouder. Branchiopoden zouden later een deel van deze complexiteit hebben verloren, zei Strausfeld, terwijl andere kreeftachtigen en insecten het hielden. In feite, zei hij, zijn de hersenen misschien geëvolueerd om al vroeg in drie delen te worden gesegmenteerd; zoogdieren, inclusief mensen, hebben een voorhersenen, middenhersenen en achterhersenen, wat duidt op een gemeenschappelijke organisatie.

"Veel mensen houden niet van dat idee, delen een brein met een kever, maar er is goed bewijs dat suggereert dat je het doet," zei Strausfeld.

Bughersenen lijken ons misschien eenvoudig, maar geleedpotigen staan ​​aan de basis van vele voedselketens, waardoor ze cruciale wezens zijn, zei Strausfeld. Hij en zijn team zijn van plan terug te keren naar China om meer oude hersenen van de geleedpotigen op te sporen.

"Wat we natuurlijk willen doen, is dieper in de tijd gaan," zei Strausfeld.

Volg Stephanie Pappas op Twitter @sipappas of WordsSideKick.com @wordssidekick. We zijn ook bezig Facebook & Google+.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com