Dodano: 19 lipca 2022r.

Trójoki drapieżnik sprzed pół miliarda lat rzuca nowe światło na ewolucję owadów

Nowe badania kolekcji skamieniałych stworzeń z okresu kambru przyniosły ciekawe ustalenia. Okazy są tak dobrze zachowane, że można zobaczyć ich mózgi i układ nerwowy. Wśród nich uczeni znaleźli wymarły już gatunek trójokiego drapieżnika wielkości mniej więcej ludzkiej dłoni. To pierwsze stworzenie z trzema oczami wśród stawonogów. Odkrycia te rzucają nowe światło na ewolucję mózgu, wzroku i struktury głowy stawonogów.

Trójoki drapieżnik sprzed pół miliarda lat rzuca nowe światło na ewolucję owadów

 

500 milionów lat temu tysiące dziwacznych stworzeń zostało natychmiast zabitych przez nagłe, podwodne lawiny błotne na terenie dzisiejszej Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie. Z czasem teren ten przekształcił się w tzw. łupki z Burgess (Burgess Shale) – niezwykle bogate stanowisko paleontologiczne, dzięki któremu uczeni mogą zajrzeć do czasów z okresu kambryjskiego. Stanowisko to od lat fascynuje naukowców. Znaleziono tam wiele dziwnych form życia o architekturze ciała, jakiej nie widzimy dzisiaj. To właśnie tam odkryto skamieniałości, dziwnych, trójokich stworzeń. Dzięki błocie ich pozostałości zachowały się tak dobrze, że można zobaczyć ich mózgi i układ nerwowy, co podważa niektóre poglądy na temat ewolucji owadów i pająków.

Nowe badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Toronto oraz Royal Ontario Museum oparto właśnie o te skamieliny. Stanleycaris hirpex, bo taką nazwę noszą te dziwne stworzenia, należały do starożytnej, wymarłej gałęzi drzewa ewolucyjnego stawonogów zwanego Radiodonta, odległego kuzyna współczesnych owadów i pająków. Badania te rzucają nowe światło na ewolucję mózgu stawonogów, ich zdolności do widzenia i budowy głowy.

Wyniki analiz opisano w czasopiśmie „Current Biology” (DOI: 10.1016/j.cub.2022.06.027).

Skamieniałe mózgi

Największe emocje badaczy wzbudziło to, co znajduje się wewnątrz głowy Stanleycaris hirpex. W 84 skamieniałościach mających po 506 mln lat, zachowały się pozostałości mózgu i nerwów zwierząt.

- Skamieniałe mózgi z okresu kambryjskiego nie są nowością. Jednak nowe odkrycie wyróżnia się tym, że skamieliny są świetnie zachowane i posiadamy wiele podobnych okazów - wyjaśnia Joseph Moysiuk, główny autor badań i doktorant Uniwersytetu w Toronto w dziedzinie ekologii i biologii ewolucyjnej. - Możemy nawet wyodrębnić drobne szczegóły, takie jak centra przetwarzania wzroku obsługujące duże oczy i ślady nerwów wchodzących do wyrostków. Szczegóły są tak wyraźne, jakbyśmy patrzyli na zwierzę, które zmarło wczoraj – zaznacza naukowiec.

Okazy jak kamień z Rosetty

Nowe skamieniałości pokazują, że mózg Stanleycaris hirpex składał się z dwóch segmentów, protocerebrum i deutocerebrum, połączonych odpowiednio z oczami i przednimi pazurami. - Wnioskujemy, że dwusegmentowa głowa i mózg mają głębokie korzenie w ewolucji stawonogów - mówi Moysiuk.

U dzisiejszych stawonogów, takich jak owady, mózg składa się z protocerebrum, deutocerebrum i tritocerebrum. Różnica w postaci jednego segmentu ma radykalne implikacje naukowe. - Te skamieniałości są jak kamień z Rosetty. Pomagają połączyć cechy radiodontów i innych wczesnych kopalnych stawonogów z ich odpowiednikami w żyjących obecnie grupach– wyjaśnia Moysiuk.

Oprócz pary oczu, Stanleycaris hirpex posiadał duże centralne oko z przodu głowy, cechę nigdy wcześniej nie zauważoną u radiodonta. - Obecność ogromnego trzeciego oka u Stanleycaris hirpex była niespodziewana. Zwierzęta te były jeszcze bardziej dziwacznie wyglądające niż myśleliśmy, ale także pokazuje, że najwcześniejsze stawonogi miały już rozwinięte różne złożone systemy wizualne, jak wielu ich współczesnych krewnych – mówi prof. Jean-Bernard Caron, opiekun doktoratu Moysiuka. - To odkrycie jest skokiem naprzód w zrozumieniu, jak wyglądały i jak żyły – dodaje.

Trójoki drapieżnik

W okresie kambryjskim radiodonty były jednymi z największych zwierząt na ziemi. Ich przedstawicielem był słynnym Anomalocaris, który osiągał co najmniej jeden metr długości. Stanleycaris hirpex dochodził do 20 cm, jednak w tamtych czasach większość zwierząt nie była większa od ludzkiego palca. Wyrafinowane systemy sensoryczne i nerwowe Stanleycaris hirpex umożliwiały mu sprawne wyławianie małych ofiar w mroku.

Dzięki dużym oczom, groźnie wyglądającej okrągłej paszczy pokrytej zębami, przednim pazurom z imponującym zestawem kolców oraz elastycznemu, segmentowanemu ciału z serią płetw wzdłuż boków, Stanleycaris hirpex wyglądał jak prawdziwy koszmar rodem z Hollywood.

W ramach badań Moysiuk i Caron przebadali kolekcję 268 okazów Stanleycaris hirpex. Skamieniałości zostały zebrane głównie w latach 80. i 90. z warstw skalnych nad słynnym miejscem Walcott Quarry w Burgess Shale w Parku Narodowym Yoho w Kanadzie

Burgess Shale został wpisany na listę światowego dziedzictwa UNESCO w 1980 roku ze względu na wyjątkową wartość i jest obecnie częścią większego kanadyjskiego parku Rocky Mountain Parks World Heritage Site.

 

Źródło: Sci News, fot. Jean-Bernard Caron / Sabrina Cappelli / Royal Ontario Museum