525 milyon yıllık fosil, beyin evrimi için ders kitaplarındaki açıklamalara meydan okuyor

525 milyon yıllık fosil, beyin evrimi için ders kitaplarındaki açıklamalara meydan okuyor

Sanatçının, sığ kıyı deniz tabanında fotosentetik bakteriler tarafından yapılmış küçük bir stromatolitin sığınağından çıkan 525 milyon yıllık bir Cardiodictyon katenulum izlenimi. Kredi bilgileri: Nicholas Strausfeld/Arizona Üniversitesi

Yarım milyar yıldan daha uzun bir süre önce ölmüş olan küçük bir deniz canlısının fosilleri, bir bilim ders kitabını beyinlerin nasıl evrimleştiğini yeniden yazmaya zorlayabilir.

yayınlanan bir çalışma BilimArizona Üniversitesi Nörobilim Bölümü’nde Regents Profesörü Nicholas Strausfeld ve King’s College London’da evrimsel sinirbilim okuyucusu olan Frank Hirth tarafından yönetilen Çin’in güneyindeki kayalarda korunan solucan benzeri bir hayvan olan Cardiodictyon catenulum’un ilk ayrıntılı tanımını sağlıyor. Yunnan eyaleti. İlk olarak 1984 yılında keşfedilen ve ancak yarım inç (1,5 santimetreden daha kısa) uzunluğundaki fosil, şimdiye kadar çok önemli bir sırrı saklamıştı: beyin de dahil olmak üzere hassas bir şekilde korunmuş bir sinir sistemi.

Strausfeld, “Bildiğimiz kadarıyla, bu şimdiye kadar bildiğimiz en eski fosilleşmiş beyin.” Dedi.

Kardiyodikyon 540 milyon ile 500 milyon yıl önce arasındaki son derece kısa bir sürede neredeyse tüm büyük hayvan soylarının ortaya çıktığı Kambriyen olarak bilinen bir dönemin başlarında bol miktarda bulunan, zırhlı lobopodianlar olarak bilinen soyu tükenmiş bir hayvan grubuna aitti. Lobopodians muhtemelen torunları olan euarthropodların eklemlerinden yoksun olan çok sayıda yumuşak, kısa bacak çifti kullanarak deniz tabanında hareket ettiler – Yunanca “gerçek eklemli ayak”. Lobopodların günümüzde yaşayan en yakın akrabaları, ağırlıklı olarak Avustralya, Yeni Zelanda ve Güney Amerika’da yaşayan kadife solucanlardır.

1800’lere kadar uzanan bir tartışma

fosilleri Kardiyodikyon ganglionlar olarak bilinen nöral yapıların tekrarlanan düzenlemelerinin bulunduğu bölümlü bir gövdeye sahip bir hayvanı ortaya çıkarır. Bu, her ikisinde de herhangi bir segmentasyon kanıtı olmayan kafası ve beyni ile taban tabana zıttır.

Strausfeld, “Bu anatomi tamamen beklenmedikti, çünkü modern eklembacaklıların ve bazı fosilleşmiş atalarının kafaları ve beyinleri, yüz yılı aşkın bir süredir bölümlere ayrılmış olarak kabul ediliyor.” Dedi.

Yazarlara göre bu bulgu, hayvanlar aleminde tür açısından dünyanın en zengin grubu olan eklembacaklılarda başın kökeni ve bileşimi hakkında uzun ve hararetli bir tartışmayı çözüyor. Eklembacaklılar arasında böcekler, kabuklular, örümcekler ve diğer araknidler ile kırkayaklar ve kırkayaklar gibi diğer bazı soylar bulunur.

Hirth, “1880’lerden itibaren, biyologlar, eklembacaklılar için tipik olan gövdenin açıkça bölümlere ayrılmış görünümünü fark ettiler ve temelde bunu kafaya tahmin ettiler” dedi. “Alan, başın parçalı bir gövdenin ön uzantısı olduğunu varsaymaya bu şekilde ulaştı.”

“Fakat Kardiyodikyon Strausfeld, erken kafanın bölümlere ayrılmadığını ve beyninin de olmadığını gösteriyor; bu da beyin ve gövde sinir sisteminin muhtemelen ayrı ayrı evrimleştiğini gösteriyor” dedi.

525 milyon yıllık fosil, beyin evrimi için ders kitaplarındaki açıklamalara meydan okuyor

Fosilleşmiş Cardiodictyon katenulum, 1984 yılında Çin’in Yunnan kentinde Chengjian faunası olarak bilinen soyu tükenmiş canlıların çeşitli bir topluluğu arasında keşfedildi. Bu fotoğrafta hayvanın başı sağda. Kredi bilgileri: Nicholas Strausfeld/Arizona Üniversitesi

Beyinler fosilleşir

Kardiyodikyon paleontolog Xianguang Hou tarafından keşfedilen Yunnan Eyaletindeki ünlü bir fosil yatağı olan Chengjiang faunasının bir parçasıydı. Lobopodianların yumuşak, narin bedenleri fosil kayıtlarında iyi korunmuştur, ancak Kardiyodikyon muhtemelen lobopodianlar genellikle küçük oldukları için hiçbiri kafaları ve beyinleri açısından incelenmemiştir. En öne çıkan bölümleri Kardiyodikyon her segmenti tanımlayan ve bacak çiftleri için bağlantı noktaları görevi gören bir dizi üçgen, eyer biçimli yapıydı. Bunlar, Kambriyen’in gelişine kadar uzanan daha eski kayalarda bile bulunmuştu.

Strausfeld, “Bu bize zırhlı lobopodianların en eski eklembacaklılar olabileceğini söylüyor,” dedi ve yaklaşık 250 milyon yıl önce nesli tükenen ikonik ve çeşitli bir deniz eklembacaklıları grubu olan trilobitlerden bile önce geldi.

Hirth, “Yakın zamana kadar, ortak anlayış ‘beyinler fosilleşmez’ idi” dedi. “Yani en başta beyni korunmuş bir fosil bulmayı beklemiyorsunuz. İkincisi, bu hayvan o kadar küçük ki beyin bulma umuduyla ona bakmaya bile cesaret edemiyorsunuz.”

Bununla birlikte, çoğu Strausfeld tarafından yapılan son 10 yılda yapılan çalışmalar, çeşitli fosilleşmiş eklembacaklılarda birkaç korunmuş beyin vakası tespit etti.

Beyin yapmak için ortak bir genetik zemin planı

Yeni çalışmalarında, yazarlar sadece beynini tanımlamakla kalmadılar. Kardiyodikyon ama aynı zamanda bilinen fosiller ve örümcekler ve çıyanlar da dahil olmak üzere yaşayan eklembacaklılarla karşılaştırdı. Lobopodian fosillerinin ayrıntılı anatomik incelemelerini, onların yaşayan torunlarındaki gen ifade modellerinin analizleriyle birleştirerek, ortak bir beyin organizasyonu planının Kambriyen’den günümüze kadar sürdürüldüğü sonucuna varıyorlar.

Hirth, “Canlı türlerde bilinen gen ifade modellerini karşılaştırarak, tüm beyinlerin ortak bir imzasını ve nasıl oluştuklarını belirledik” dedi.

İçinde Kardiyodikyonüç beyin alanının her biri, karakteristik bir baş uzantıları çifti ve ön sindirim sisteminin üç parçasından biri ile ilişkilidir.

Hirth, “Baktığımız türden bağımsız olarak, her bir beyin alanının ve buna karşılık gelen özelliklerin aynı kombinasyon genleri tarafından belirlendiğini fark ettik” diye ekledi. “Bu, beyin yapmak için ortak bir genetik zemin planı önerdi.”

525 milyon yıllık fosil, beyin evrimi için ders kitaplarındaki açıklamalara meydan okuyor

Cardiodictyon katenulumun fosilleşmiş başı (anterior sağda). Macenta renkli birikintiler, fosilleşmiş beyin yapılarını işaret ediyor. Kredi bilgileri: Nicholas Strausfeld

Omurgalı beyninin evrimi için dersler

Hirth ve Strausfeld, çalışmalarında açıklanan ilkelerin muhtemelen eklembacaklılar ve onların yakın akrabaları dışındaki diğer canlılar için de geçerli olduğunu söylüyor. Eklembacaklıların sinir sistemini, ön beyin ve orta beynin omurilikten genetik ve gelişimsel olarak farklı olduğu benzer bir farklı mimari gösteren omurgalılarınkiyle karşılaştırırken bunun önemli etkileri olduğunu söylediler.

Strausfeld, bulgularının, gezegenin iklimsel değişimlerin etkisi altında dramatik bir şekilde değiştiği bir zamanda bir süreklilik mesajı sunduğunu söyledi.

“Büyük jeolojik ve iklimsel olayların gezegeni yeniden şekillendirdiği bir zamanda, basit deniz hayvanları, örneğin Kardiyodikyon Dünyanın en çeşitli organizma grubunu – ekartropodları – ortaya çıkardı ve bunlar sonunda Dünya’da ortaya çıkan her habitata yayıldı, ancak bunlar şu anda kendi geçici türlerimiz tarafından tehdit ediliyor.”

“Alt Kambriyen Lobopodiyen” adlı makale Kardiyodikyon Euarthropod Beyinlerinin Kökenini Çözer” kitabının ortak yazarı, Çin’in Kunming kentindeki Yunnan Üniversitesi’ndeki Yunnan Anahtar Paleontoloji Laboratuvarı’ndan Xianguang Hou ve Lund, İsveç’teki Lund Üniversitesi’nde ve Biyoloji Bölümü’nde randevuları olan Marcel Sayre’dir. Sidney’deki Macquarie Üniversitesi’nde Bilimler.

Daha fazla bilgi:
Nicholas J. Strausfeld ve diğerleri, Alt Kambriyen lobopodian Cardiodictyon, euarthropod beyinlerinin kökenini çözüyor, Bilim (2022). DOI: 10.1126/science.abn6264. www.science.org/doi/10.1126/science.abn6264

Derek EG Briggs ve diğerleri, Kafa kafaya vermek, Bilim (2022). DOI: 10.1126/science.add7372

Arizona Üniversitesi tarafından sağlanan

Alıntı: 525 milyon yıllık fosil, beyin evrimi için ders kitabı açıklamasına meydan okuyor (2022, 25 Kasım), 25 Kasım 2022’de https://phys.org/news/2022-11-million-year-old-fossil-defies- adresinden alındı. ders kitabı-açıklama.html

Bu belge telif haklarına tabidir. Kişisel çalışma veya araştırma amaçlı adil ticaret dışında, yazılı izin olmaksızın hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik sadece bilgilendirme amaçlıdır.

Leave a Comment