Cum fosilizarea a păstrat creierul unui crab potcoavă de 310 de milioane de ani

Paleontologii pot petrece ani de zile despicand cu atentie roci in cautarea fosilei perfecte. Dar cu un creier de crab potcoavă de 310 de milioane de ani, natura a făcut treaba, spargând fosila în modul corect pentru a dezvălui sistemul nervos central al anticului artropod.

Dintre toate țesuturile moi, creierul este notoriu greu de conservat sub orice formă (SN: 31/10/16). Întâmpinarea unui exemplar atât de detaliat pur întâmplător a fost „o descoperire de una la un milion, dacă nu mai rară”, spune paleontologul evoluționist Russell Bicknell de la Universitatea New England din Armidale, Australia.

Creierul fosilizat este remarcabil de asemănător cu creierul crabilor potcoave moderni, oferind indicii despre evoluția artropodelor, raportează Bicknell și colegii săi pe 26 iulie. Geologie. Iar modul particular de conservare al creierului i-ar putea îndruma pe paleontologi către noi locuri pentru a căuta fosile greu de găsit de țesuturi moi.

Crabii potcoavă au o înregistrare fosilă de aproximativ 445 de milioane de ani. Dar a avea o înregistrare lungă de fosile este un lucru. Pentru multe animale, inclusiv pentru crabi, fosilele țesuturilor lor moi sunt extrem de neobișnuite, deoarece țesuturile tind să se degradeze mult mai repede decât poate avea loc fosilizarea. Găsirea structurilor grase delicate care formează un creier conservat în rocă este deosebit de rară. Doar aproximativ 20 de mostre de țesut neural de artropode fosilizate au fost identificate până în prezent.

Creierul nou descris – parte dintr-o fosilă mai mare a dispariției Euproops danae pe care Bicknell l-a găsit la Muzeul de Istorie Naturală Yale Peabody – a fost dezgropat inițial din paturile fosile Mazon Creek, la aproximativ o oră la sud-vest de Chicago. Acest site este unul dintre singurele locuri cunoscute din lume care ar fi putut salva structura creierului, spune paleontologul Victoria McCoy de la Universitatea Wisconsin-Milwaukee.

„Fosilizarea de la Mazon Creek este cu adevărat, cu adevărat excepțională”, explică McCoy. „Este interesant pentru că fosilele sunt păstrate în interiorul concrețiilor”, care sunt roci sferice care se formează în jurul unei pepițe centrale de material, cum ar fi un crab mort de mult. Majoritatea concrețiilor din alte paturi fosile nu au fosile sau fosile care sunt doar oase și părți dure, dar „Mazon Creek are o conservare foarte bună, a țesuturilor moi în interiorul acestor concreții”, spune ea.

Acest lucru se datorează faptului că concrețiile de acolo sunt parțial făcute dintr-un mineral de carbonat de fier numit siderit care se formează doar în medii cu oxigen scăzut. Acea setare de oxigen scăzut a încetinit aproape sigur degradarea țesuturilor, spun oamenii de știință, dându-i timp să fie conservat. Într-un mediu oxigenat, dezintegrarea s-ar fi putut produce în săptămâni, iar creierul s-ar fi irosit probabil prea repede.

Procesul real de conservare a fost un calvar în mai multe etape, spune Bicknell. „Mai întâi, desigur, crabul potcoavă a trebuit să moară.” Pe măsură ce crabul s-a degradat, înconjurat de noroi și puțin oxigen, acea siderit a acoperit corpul crabului, permițându-i să-i păstreze și structura fragilă a creierului. După ce creierul s-a degradat, „mucegaiul” siderit a fost umplut cu un mineral argilos pal numit caolinit, creând o structură cerebrală albă care iese în evidență pe fosila de altfel cafeniu. De-a lungul timpului, o sferă de rocă s-a format în jurul fosilei înainte de a se deschide în cele din urmă într-un mod fortuit.

o scanare laser a creierului unui crab potcoavă
Structura creierului unui crab potcoavă modern (prezentată în această imagine de scanare laser confocală) este izbitor de similară cu creierul unui crab potcoavă de 310 de milioane de ani, descoperit recent.R. Bicknell et al/Geologie 2021

Pe baza unor studii în medii moderne similare, cum ar fi mlaștinile North Norfolk din Anglia, întregul proces de conservare a durat probabil mai puțin de 50 de ani, spune McCoy. Este mult mai rapid decât alte procese de fosilizare, care pot dura mii de ani sau mai mult. „Țesutul neural se degradează destul de repede. Nu avem niciun motiv să credem că ar fi stabil”, spune ea. „Deși nu înțelegem complet cum se formează concrețiile, toate dovezile de până acum sunt că concreția în sine este forța de conservare care împiedică lucrurile să se degradeze.”

Calitatea înaltă a conservării în aceste concrețiuni siderite îi poate îndruma pe paleontologi în noi direcții pentru găsirea fosilelor de țesut moale. Până acum au fost identificate doar câteva medii capabile să producă concreții de siderit în înregistrarea rocii, dar siturile ar putea fi ținte practice pentru viitoarele căutări de fosile.


De la astronomie la zoologie

Abonați-vă la Știri Științe pentru a vă satisface apetitul omnivor pentru cunoașterea universală.

Abonati-va

„Cea mai importantă parte aici este că, pur întâmplător, fosila a fost împărțită de-a lungul creierului”, spune Bicknell. Concreția a fost crăpată în orientarea corectă pentru a dezvălui o secțiune transversală aproape perfectă a structurii creierului. „Dacă nu s-ar fi stricat așa, nu am fi avut acest nivel de informații. Până la urmă a fost destul de norocos.”

Sistemul nervos central conservat oferă o perspectivă asupra comportamentului anticului crab, spun cercetătorii. Deoarece creierul fosil este atât de asemănător cu creierul crabilor potcoavi moderni, spune Bicknell, este sigur să spunem că obiceiurile de mers, respirație și chiar hrănire ale animalului antic erau probabil similare cu cele ale crabilor potcoavi de astăzi, inclusiv mâncarea cu picioarele. „Imaginați-vă că mâncați un hamburger cu coatele”, spune Bicknell.