Genom att analysera nervvävnad från ett fossilerat, maskliknande urdjur från Kina har forskare hittat likheter med moderna leddjurs hjärnors uppbyggnad. Studien kastar nytt ljus på det så kallade ”leddjurshjärneproblemet” som gäckat forskarvärlden i många år.
För tio år sedan upptäckte forskare att 518 miljoner år gamla fossil från den kambriska perioden innehöll nervvävnad. Detta möjliggjorde en helt ny typ av analyser. Det blev bland annat möjligt att studera biologiska likheter och skillnader mellan de primitiva urdjuren som skvalpade omkring i världshaven för en halv miljard år sedan och dagens moderna leddjur, det vill säga spindlar, insekter, kräftdjur och tusenfotingar. I en ny studie som publiceras i den vetenskapliga tidskriften Science har ett internationellt forskarlag, där Lunds universitet ingår, analyserat det maskliknande havsurdjuret lobopoder Cardiodictyon catenulum som levde i Chiungchussu-formationen nära Kunming i sydvästra Kina.
– Våra resultat pekar mot en förenande arkitektur som länkar samman den här 518 miljoner år gamla havsmaskens hjärna med dagens moderna leddjurshjärnor, säger Marcel Sayre, biologidoktorand vid Lunds universitet.
Leddjurens hjärnors evolutionära ursprung har varit föremål för intensiv debatt. En del forskare har menat att leddjurens förfäders hjärnor varit sammansatta av sammansmälta segment medan andra, på senare år, hävdat att de utvecklats oberoende som osegmenterade strukturer. I den aktuella studien lyckades forskarlaget, som letts av Nicholas Strausfeld vid University of Arizona, identifiera tre domäner i den fossilerade nervvävnaden. De samlade resultaten indikerar att de studerade lobopodernas hjärnor inte var segmenterade utan i stället påminner om dagens moderna leddjurshjärnor som består av osegmenterade strukturer.
– Mellan 80 och 85 procent av alla djurarter på jorden är leddjur. Det är svårt att överskatta deras betydelse. De här fossilerna ger en glimt av en hjärna som är över 500 miljoner år gammal och som är förfader till majoriteten av arterna på planeten idag, säger Marcel Sayre.
Förutom att identifiera lobopodernas centrala hjärna som osegmenterad kunde forskarna, genom att analysera genuttrycksmönster, hitta morfologiska attribut som tyder på att hjärnan utvecklats oberoende de så kallade ventrala nerverna, det vill säga de segmenterade nerverna i djurets kropp, något som många forskare tidigare trott.
– Hjärnans organisation och funktion formas av evolutionen. Grundforskning och evolutionär historia är därför avgörande för att främja neurovetenskapens mål, säger Marcel Sayre.
Förutom Lunds universitet har följande lärosäten och organisationer deltagit i studien: University of Arizona, Yunnan University, Macquarie University, King’s College London.
Studien publiceras i tidskriften Science: ”The lower Cambrian lobopodian Cardiodictyon resolves the origin of euarthropod brains”
För mer information, kontakta:
Marcel Sayre, doktorand
Biologiska institutionen, Lunds universitet
046 222 78 02
marcel.sayre@biol.lu.se
Presskontakt:
johan.joelsson@science.lu.se
073 027 58 90