Нервная система загадочных ископаемых членистоногих возрастом 520 млн лет оказалась устроена почти в точности так же, как у самых обычных пауков и скорпионов. Похоже, что в этом отношении кембрийский Alalcomenaeus мало чем отличался от своих современных родственников.

Ископаемое megacheiran Alalcomenaeus, Дальний родственник скорпионов и пауков. Алалкоменеусы считаются одними из самых распространенных кембрийских животных. Около 300 их экземпляров известны из канадских сланцев Берджесс и китайского местонахождения Чэнцзян. Качество китайских образцов оказалось столь высоко, что позволило биологам изучить строение нервной системы этих существ. Так, у образца, с которым работали ученые, прекрасно сохранились шипы, глаза, ганглии и мозг.

Членистоногая семейка

Огромный тип членистоногих обычно делят на две большие группы. К одной из них – хелицеровым - относятся пауки, мечехвосты и скорпионы, а к другой – насекомые, ракообразные и многоножки. Благодаря последним открытиям мы, вероятно, сможем лучше представлять себе процессы, происходившие в самом начале эволюции членистоногих, а также уточнить, на какой ветви их родословного древа должен размещаться класс Megacheira (к которому, кстати, и принадлежит Alalcomenaeus).

"Теперь мы знаем, что центральная нервная система мегахейров очень напоминала современных мечехвостов и скорпионов, – заявил ведущий автор исследования Николас Стросфилд, профессор кафедры неврологии Аризонского университета. – Это означает, что предки пауков жили бок о бок с другими членистоногими еще в раннем кембрии".

Сопоставление нервных систем Alalcomenaeus (слева), мечехвоста (в центре) и скорпиона (справа).Alalcomenaeus представлял собой небольшое, около трех сантиметров длиной, морское животное с сегментированным телом и десятком пар конечностей, позволявших ему плавать или ползать. "Спереди размещалась пара длинных конечностей с ножницеподобными придатками. Это действительно странные структуры, и у нас было много дебатов о том, для чего они нужны и каким современным органам они соответствуют", – рассказал Стросфилд.

По словам научного сотрудника Лондонского музея естественной истории Грега Эджкомба, «ножницы» мегахейров по своему строению являются аналогами шипов пауков и скорпионов, поэтому их и раньше сближали с хелицеровыми. "И те, и другие имеют одинаковый сустав в одном и том же месте, и аналогично располагающиеся подвижные и неподвижные "пальчики" на концах придатков", – пояснил он. Вероятно, Alalcomenaeus использовал свои странные "усы" в качестве хватательных конечностей или сенсорных щупиков.

Образы окаменевших нервов

 Чтобы ознакомиться с устройством нервной системы кембрийских мегахейров, ученым пришлось прибегнуть к компьютерной томографии, все чаще использующейся в палеонтологических исследованиях. А для картирования распределения химических элементов – привлечь на помощь технологию лазерного сканирования. Дело в том, что медь или железо довольно часто накапливаются в окаменевших нервных клетках и могут рассказать о том, как именно располагались те или иные участки нервов.

Снимок области головы Alalcomenaeus с распределением различных веществ. В результате этой работы была получена трехмерная реконструкция окаменевшей нервной системы кембрийского периода. Сравнивая ее контуры с нервными системами мечехвостов и скорпионов, ученые обнаружили, что в основных своих отделах они совпадают. В частности, кишечное отверстие в головном мозге во всех случаях было расположено спереди, а зрительные зоны снаружи и внутри мозга связаны с двумя парами глаз. Кроме того, три ганглия Alalcomenaeus сливаются в единый головной мозг, некоторые другие нервные узлы, расположенные далее в теле, также слиты, подобно другим хелицеровым. У насекомых и ракообразных устройство нервной системы иное – их ганглии расположены дальше друг от друга и соединены длинными нервными стволами наподобие веревочной лестницы.

 Хотя находка ископаемых остатков нервных систем является редкой удачей, работа Стросфилда и Эджкомба демонстрирует огромный потенциал таких исследований в дальнейшем. "Изучение древнейших нервных тканей позволяет нам использовать те же инструменты, которые применяются для работы с современными животными, – отметил Эджкомб. – Надеюсь, что таких примеров со временем будет больше".

Нужно больше мозгов

 Год назад Стросфилд, Эджкомб и их коллеги уже описывали сохранившийся в ископаемом состоянии мозг живого существа кембрийского периода – Fuxianhuia protensa, показавший неожиданное сходство с мозговым комплексом современных ракообразных.

 "Наша новая находка показывает, что членистоногие разделились на две группы еще 520 млн лет назад, а значит – их общий предок отстоит от нас еще дальше во времени. Мы ожидаем новых находок древних животных и надеемся в один прекрасный день описать общего предка всех членистоногих, обладавшего нервной системой изначального типа. Должны же они были от кого-то произойти? Теперь поиск начат", – приводит Live Science слова ученого.

 Статья "Chelicerate neural ground pattern in a Cambrian great appendage arthropod" доступна на сайте Nature

Источник: PaleoNews