Noda inky yang terdapat dalam fosil makhluk seperti bug seperti 500-juta tahun boleh dipelihara dengan indah, tisu otak yang simetris. Penemuan fosil boleh membantu meletakkan kontroversi saintifik dipanaskan untuk berehat - persoalan sama ada otak boleh fosil.
Para saintis menemui tanda-tanda splotchy ini dalam fosil arthropod itu Alalcomenaeus, seekor haiwan yang berkongsi filumnya dengan serangga moden, labah-labah dan krustasea. Haiwan-haiwan ini hidup dalam tempoh Kemboja, yang berlaku sekitar 543 juta dan 490 juta tahun yang lalu, dan memainkan exoskeleton yang sukar yang fosil dengan baik. Tetapi tisu-tisu lembut otak dan saraf makhluk seringkali merosot dan dengan itu hilang dari rekod fosil.
Kini, satu kajian baru, yang diterbitkan pada 11 Disember dalam jurnal Proceedings of the Royal Society B, menggambarkan bukan satu tapi dua Alalcomenaeus fosil lengkap dengan otak dan semua hiasan mereka.
"Apa yang kita hadapi dalam rekod fosil adalah keadaan luar biasa, ini tidak biasa - ini super, sangat jarang," kata pengarang bersama Javier Ortega-Hernández, ahli paleobiologi invertebrata di Universiti Harvard dan kurator Muzium Harvard Perbandingan Zoologi. Sebelum ini, ahli paleontologi hanya mengenal pasti satu lagi Alalcomenaeus spesimen difikirkan mempunyai tisu saraf, tetapi penemuan itu dipenuhi dengan keraguan. Dengan dua lagi spesimen, para saintis kini boleh yakin bahawa tisu saraf sebenarnya boleh fosil dan dijumpai dalam fosil arthropod Cambrian yang luar biasa, kata Ortega-Hernandez.
Perdebatan lama
Selain Ortega-Hernández dan pasukannya, hanya segelintir penyelidik telah melaporkan mencari tisu saraf fosil di arthropod tempoh Cambrian. Dalam satu kertas kerja pada tahun 2012, saintis menyifatkan bukti pertama otot arthropod fosil, dalam makhluk kecil yang dipanggil Fuxianhuia protensa. Walaupun banyak diliputi dalam media, laporan itu menarik para pengkritik.
"Mereka berkata, 'Sampah, banyak tidak masuk akal,'" kata Nicholas Strausfeld, seorang profesor bupati di jurusan neurosains di University of Arizona dan pengarang bersama kajian 2012, serta beberapa yang lain mengenai ciri-ciri seperti otak arthropods. Sesetengah ahli paleontologi berpendapat bahawa, berdasarkan pemahaman kita tentang bagaimana kerosakan haiwan, spesimen Strausfeld yang berwarna dan lain-lain yang ditemui tidak mungkin mengandungi tisu saraf, kata Strausfeld. Ada yang menilai bahawa kotoran otak mestilah sama ada fosilisasi aneh atau katil fosil yang dikenali sebagai biofilm.
Tetapi sekarang, kajian baru oleh Ortega-Hernandez dan rakan-rakannya berfungsi sebagai "pengesahan kerja yang benar-benar menyenangkan," kata Strausfeld kepada Live Science. "Dia meletakkan banyak bantahan daripada orang ramai."
Dalam kajian mereka, Ortega-Hernández dan pengarangnya yang baru menemui yang baru Alalcomenaeus fosil dikebumikan di Utah dalam rintangan geologi yang dikenali sebagai Basin Besar Amerika. Para penulis mencatat kesan simetri di sepanjang garis tengah makhluk yang menyerupai struktur sistem saraf yang terdapat di beberapa arthropod moden, termasuk ketam kuda, labah-labah dan kalajengking. "Sistem saraf dan jenis usus saling silang, yang sangat menyeronokkan tetapi biasa di arthropod pada masa kini," kata Ortega-Hernandez kepada Live Science.
Noda juga mengandungi tahap karbon yang boleh dikesan, elemen penting dalam tisu saraf. Pecahan gelap juga dipasang ke dalam empat mata haiwan, seperti yang diharapkan untuk tisu sistem saraf. Setelah memeriksa semua kriteria ini, Ortega-Hernandez mengatakan bahawa dia dengan yakin dapat melaporkan mencari tisu saraf fosil di spesimen yang baru ditemukan.
Tetapi untuk menyemak semula penemuan mereka, penulis juga memeriksa satu saat Alalcomenaeus fosil dari Lautan Besar Amerika. Asalnya digali pada tahun 1990-an, spesimen ini memperlihatkan noda yang serupa dan kesan karbon ke fosil yang baru ditemukan. Lebih-lebih lagi, kedua-dua fosil Lembangan Besar sepadan dengan deskripsi spesimen lain yang Strausfeld ditemui di China. Ketiga-tiga fosil telah ditemui dikebumikan dalam deposit yang sama, menunjukkan bahawa proses pemeliharaan yang unik membenarkan semua masalah otak mereka untuk fosil, kata Ortega-Hernandez.
Counterarguments
Walaupun Ortega-Hernandez dan rakan-rakannya memeriksa dan memeriksa kedua-dua kerja mereka, penulis "biasanya harus berhati-hati dengan mendakwa telah menemukan otak fosil yang tulen," Jianni Liu, seorang profesor di Institut Awal Life di Jabatan Geologi di Northwest University di Xi'an, China, memberitahu Live Science dalam e-mel. Liu berhujah bahawa kesan bumerang yang dilihat dalam fosil Cambrian mungkin "kesan rawak sedikit daripada proses pembusukan" daripada sisa-sisa masalah otak.
Dalam kajian 2018, Liu dan rakan-rakannya memeriksa kira-kira 800 spesimen fosil dan mendapati hampir 10% mengandungi noda inky di kawasan kepala. Penulis mengkaji semula kajian terdahulu mengenai kerosakan haiwan dan mendapati bahawa tisu saraf cenderung membusuk dengan cepat, tetapi bakteria usus boleh melekat dan "menghasilkan biofilm ini sebagai bersinar yang kelihatan seperti bahagian sistem saraf," tulis Liu.
Beberapa pakar paleontologi, termasuk Strausfeld, menegaskan bahawa Liu gagal meneliti fosil yang dilaporkan mengandungi tisu otak, dan kekurangan bukti utama menandakan "kekurangan utama" dalam kajiannya. Lebih-lebih lagi, spesimen yang diperiksa oleh Liu mengandungi noda asimetri dan bukannya simetri, bermakna mereka tidak akan ditafsirkan sebagai tisu otak, kata Strausfeld.
Selain itu, kajian mengenai kerosakan sering mengukur kerosakan tisu di dalam air, sedangkan fosil terkubur berinteraksi dengan banyak bahan kimia yang dibawa di dalam sedimen di sekitarnya, kata Ortega-Hernandez. Sebagai contoh, beberapa kajian mencadangkan bahawa gabungan tanah liat dan air melompat-memulakan proses "penyamakan kimia" yang menguatkan tisu lembut dalam badan, sama seperti bagaimana bahan kimia tertentu dapat mengubah kulit lembu yang berseri menjadi kulit, kata Ortega-Hernandez.
Lebih banyak kerja perlu dilakukan untuk memperjelaskan peranan sedimen dalam pemeliharaan fosil, tetapi pada masa ini, bukti yang mencukupi menunjukkan bahawa arthropoda masih diletakkan di bawah tekanan yang kuat yang menguatkan dari masa ke masa, kata Strausfeld. Otak dan saraf di dalam haiwan itu meruncing dalam proses, dan kerana tisu saraf mengandungi banyak lemak, struktur menangkis air dan "mempunyai beberapa perlawanan terhadap kerosakan," katanya.
Walaupun bukti yang memihak kepada mereka, Ortega-Hernández, Strausfeld dan rakan-rakan mereka mungkin perlu menggali lebih banyak bit otot arthropoda untuk meyakinkan orang-orang yang mengatakan bahawa otak kuno dapat fosil.
"Kami menghargai usaha penulis untuk membenarkan keputusan mereka sebagai tisu saraf tulen, tetapi tetap ragu-ragu sementara data itu berasal dari hanya dua fosil," kata Liu. "Data baru sentiasa dialu-alukan, tetapi seperti yang kita katakan sebelum ini, kita akan lebih yakin jika ciri-ciri anatomi muncul dalam bentuk yang konsisten merentasi beberapa spesimen secara bebas."
