Окаменевший мозг ископаемой рыбы

3D изображение окаменевшего мозга Sibyrhynchus denisoni,

полученное палеонтологами

Удивительное открытие сделали французские и американские палеонтологи. Им удалось обнаружить и изучить окаменевший мозг ископаемой рыбы. Как и многие открытия последнего времени оно стало возможно благодаря международному сотрудничеству и использованию новейших методов исследования.

Несколько окаменевших черепов рыб возрастом 300 миллионов лет были найдены в Канзасе, США, и доставлены во Францию для изучения методом синхротронной томографии. Во время исследования ученые заметили, что внутри мозговой капсулы одного из черепов располагается какой-то объект, по плотности и составу явно отличающийся от окружающих пород и материала самой капсулы. Было проведено дополнительное исследование методом рентгеновской голотомографии, которое показало, что этот симметричный продолговатый объект - действительно окаменевший мозг рыбы. Палеонтологи смогли разглядеть мозжечок, зрительные доли, начало спинного мозга. Не сохранился только передний мозг, видимо из-за очень малой толщины.

Окаменевший мозг замещен кристаллическим кальцитом. Алан Прадел (Alan Pradel), палеонтолог из Музея естественной истории в Париже (Museum of Natural History in Paris), считает, что его сохранности способствовали бактерии, покрывшие тонкой пленкой мозг после смерти рыбы. Кроме того, внешние условия - среда, насыщенная фосфатом кальция, недостаток кислорода в мозговой капсуле и присутствие жирных кислот в самом мозге, могли способствовать минерализации мягких тканей.

Окаменевшие мягкие ткани находили и раньше, говорит палеонтолог Джон Мэйси (John Maisey) из американского Музея естественной истории в Нью-Йорке (American Museum of Natural History in New York City) - но обычно это или мышцы животных, или кишечник и почки, так как живущие в них фосфатные бактерии способствуют фоссилизации этих органов. Окаменевшие мозги очень необычны и это древнейший известный на сегодняшний день образец такого рода.

Окаменевший мозг принадлежал хрещевой рыбе Sibyrhynchus denisoni из группы иниоптеригий (iniopterygian), родственников современных химер. Находка является очень редкой еще и потому, что от хрящевых рыб вообще чаще всего остаются только зубы, а их кости, не говоря уж о мягких тканях, очень редки в ископаемом состоянии. Рыбы Sibyrhynchus denisoni имели массивные челюсти, зубы в несколько рядов, большие глаза и плавники, заканчивающиеся шипами. Это были небольшие рыбы, от 10 до 50 сантиметров длиной.

Реконструкция внешнего вида Sibyrhynchus denisoni

Исследование мозга этой древней рыбы выявило некоторые очень интересные детали. У них были увеличенные зрительные доли мозга и длинный зрительный нерв. Это, впрочем, палеонтологов не удивило, ведь большие глаза рыб указывали на то, что они ориентировались в воде с помощью зрения. Более необычным оказалось строение ушных каналов этой рыбы, использующихся для ориентации в пространстве. У современных рыб эти каналы представляют собой три петли, а у древней иниоптеригии такой канал был всего один. Расположенный горизонтально, он позволял рыбе чувствовать лишь повороты из стороны в сторону, но не был способен фиксировать движения по вертикали.

Реконструкция внешнего вида Sibyrhynchus denisoni

"Это очень необычно и не похоже на строение современных рыб",- говорит Мэйси. Он добавляет, что "теперь, когда стало ясно, что мозг может сохраняться в окаменелостях, также как и другие ткани, его начнут искать специально". "Мы имеем очень ограниченную информацию по ранней эволюции мозга позвоночных, в то время как развитие мозга - центральный момент их эволюции",- говорит палеонтолог.

Интересно, что исследование мозга показало слабую связь его формы с формой мозговой капсулы. Это может заставить палеонтологов пересмотреть ранее сделанные выводы в мозге древних животных - ведь они делались, в основном, по форме мозговой полости. 

"Долгое время палеонтологи использовали форму полости черепа для исследования морфологии мозга, ведь других образцов в их распоряжении не было",- говорит Алан Прадел.