Nicholas Strausfeld/University of Arizona
Taiteilijan näkemys Cardiodictyon catenulum -niveljalkaisesta

525 miljoonaa vuotta vanhassa fossiilissa maailman varhaisimmat aivot

Puoli miljardia vuotta vanha fossiili saattaa ratkaista vuosikymmeniä jatkuneen kiistan aivojen synnystä.

Puolentoista sentin pituinen muinainen niveljalkainen näyttää mullistavan käsitykset siitä, miten aivot aikoinaan kehittyivät. Samalla se voi ratkaista kymmeniä vuosia jatkuneen tutkijoiden kiistan.

Näin ainakin uskovat tutkijat, jotka ovat julkaisseet Science-tiedeaikakauslehdessä raportin Kiinasta löydetystä 525 miljoonaa vuotta vanhasta fossiilista. Tutkijoiden mukaan fossiili on maailman vanhin aivokudoksen kappale.

Cardiodictyon catenulum -niveljalkaisen fossiilistunut pää

Cardiodictyon catenulum -niveljalkaisen fossiilistunut pää. Punavioletit kerrostumat kuvassa edustavat kivettyneitä aivorakenteita.

© Nicholas Strausfeld

Muinaisotus yllätti monella tavalla

Kansainvälisen tutkijaryhmän syynäämä fossiili sisältää muinoin meressä eläneen matomaisen Cardiodictyon catenulum -niveljalkaisen jäännökset. Kivettynyt otus löydettiin Kiinasta Junnanin maakunnasta jo vuonna 1984, mutta sitä on tutkittu vasta äskettäin.

1,5 senttiä pitkä fossiili oli liian pieni kuvattavaksi röntgenillä, mutta nyt sitä on päästy tutkimaan uudella kuvaustekniikalla, joka tuo esiin fossiilin rakenteet suodattamalla valon aallonpituuksittain.

Taiteilijan näkemys Cardiodictyon catenulum -niveljalkaisesta

Taiteilijan näkemys matomaisesta Cardiodictyon catenulum -niveljalkaisesta. Se kuului muinaiseen Lobopodia-pääjaksoon, jonka panssarikuoriset otukset elivät kambrikauden merissä 540–500 miljoonaa vuotta sitten. Kambrikaudella monisoluisten eliöiden kehitys lähti räjähdysmäiseen kasvuun.

© Nicholas Strausfeld/University of Arizona

Kuvaustuloksissa tutkijoita yllätti se, että puoli miljardia vuotta sitten kivettyneet niveljalkaisen aivot olivat säilyneet fossiilissa. Toinen yllätys oli se, että aivot näyttävät syntyneet erillään muusta hermostosta.

Tähän asti on oletettu, että varhaisten niveljalkaisten aivot olivat muodostuneet toistuvista samanlaisista hermosolurykelmistä eli tumakkeista kuin niiden muu hermosto.

Ratkaisu kiistaan pään synnystä

Tutkijoiden mukaan fossiili ratkaisee pitkän ja kiivaan kiistan siitä, miten niveljalkaisille on muodostunut pää. Niveljalkaiset ovat eläinkunnan runsaslajisin pääjakso. Siihen kuuluvat muun muassa hyönteiset, äyriäiset, hämähäkkieläimet ja tuhatjalkaiset.

Kiista niveljalkaisten päästä sai alkunsa jo 1800-luvulla, kun biologit havaitsivat, että niveljalkaisten elimistö näytti koostuvan samanlaisina toistuvista osista. He päättelivät, että myös niveljalkaisten pää oli osa samaa rakennetta.

Tuore tutkimus osoittaa kuitenkin, että muinaisessa merenpohjassa luikerrelleen otuksen pää tai aivot eivät ole samanlaisia kuin sen vartalon muut osat. Tutkijoiden mukaan se on todiste siitä, että niveljalkaisen aivot ja muu hermosto ovat kehittyneet erikseen.