Преди почти сто години от въглищна мина в Ланкашир, Англия, е изваден фосилизиран череп на риба. Нито миньорите, нито палеонтолозите, които първоначално изследвали находката, обаче осъзнали истинската стойност на находката.

Сега компютърната томография разкрива останки от мозък, несравним с този на нито едно гръбначно животно на подобна възраст, предоставяйки данни за състоянието на мозъчната система през времето на Средния карбон и преобръщайки предишните идеи за еволюцията на мозъчната архитектура.

След стогодишно пренебрегване мозъкът на въпросната риба кокоцефал Coccocephalus wildi е описан в нова статия от екип, ръководен от докторанта от Мичиганския университет Родриго Фигероа (Rodrigo Figueroa).

Рибата принадлежи към класа на лъчеперките, които са висши риби с покрито с костни люспи тяло, чийто гръбначен стълб е главно от костно вещество. Този клас включва половината от живите видове гръбначни животни, това е разнообразна група, състояща се от около 30 000 вида. Сред живите примери за лъчеперки са рибата меч и пъстървата

Меките тъкани рядко се фосилизират добре. В случая с този кокоцефал мозъкът и черепните нерви са оцелели, защото нищо не е смачкало черепа и плътните минерали са заменили тъканите бързо, въпреки че по-голямата част от задния мозък е била загубена.

Без тази запазеност въпросният фосил не би направил кой знае какъв интерес - поредната древна риба, дълга 15-20 см, която вероятно се е хранила с ракообразни. Тъй като това е единственият известен пример за този вид, изследователите използват неинвазивна компютърна томография - същата технология, която се използва за медицински изображения на хора,за да надникнат във вътрешността на черепа, без да повредят вкаменелостта.

Вместо празно пространство или произволен минерален растеж в черепната кухина, екипът открива симетрична структура с вдлъбнатини като тези в живия мозък и нишки, наподобяващи черепни нерви с дължина около 2,5 см. От университета съобщават, че мозъкът и нервите са били заменени от плътен минерал, който ги е запазил "във фини детайли".

^{Едно от изображенията на компютърната томография на черепа Coccocephalus wildi от статията. Линиите посочват части от мозъка във вътрешността. Кредит: Figueroa et al./Nature}

Мозъкът на кокоцефала се е формирал чрез издуване около кухина и сгъване навътре, подобно на тези на днешните бозайници, птици и влечуги. От друга страна, съвременните лъчеперки - най-близките оцелели роднини на тази риба - имат мозъци, които се сгъват навън. Откритието означава, че мозъкът на рибите трябва да е претърпял радикална промяна в някакъв момент, въпреки че не знаем кога и защо.

Черепните нерви изчезват, след като излязат от черепа, което предполага, че е имало нещо различно в химията вътре в мозъчния корпус, което е позволило тяхното запазване, както и това на самия мозък.

Палеонтолозите определят формата на мозъка на изчезналите видове по вътрешната страна на черепите им. Но формата на мозъка на Coccocephalus и вътрешната повърхност на мозъчната му обвивка не съвпадат, което предполага, че да се съди за мозъка по този начин е било подвеждащо.

Въпреки представата, че гръбначните животни притежават по-големи и по-съвършени мозъци от безгръбначните видове, повечето от наистина древните оцелели образци на мозъци идват от древните безгръбначни животни. Преди това откритие най-старият добре запазен мозък произхождаше от мечеопашато на възраст 310 милиона години, а има и намеци за мозъчен материал, който отново е с 200 милиона години по-стар. Единственият близък прецедент за това откритие е от фосил на 300 милионна година на роднина на акулите.

Фигероа очаква, че с все по-лесно достъпните компютърни томографи все повече изкопаеми мозъци ще бъдат откривани по този начин. Това откритие със сигурност дава стимул на учените да опитат.

Figueroa, R.T., Goodvin, D., Kolmann, M.A. et al. Exceptional fossil preservation and evolution of the ray-finned fish brain. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-022-05666-1 

Scientists Discover 319-Million-Year-Old Fossilized Brain, CNET

World's Oldest Fossil Vertebrate Brain Found In A 319 Million-Year-Old Fish, IFLScience