Urgammal havsmask länk till leddjurens hjärna

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.

Maskliknande urdjur

I en ny studie har ett internationellt forskarlag analyserat det maskliknande havsurdjuret Cardiodictyon catenulum, som hör till gruppen lopoder och 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. På senare år har andra forskare hävdat att de utvecklats oberoende som osegmenterade strukturer.

Liknar hjärnan hos moderna leddjur

I den aktuella studien lyckades forskarlaget 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.

De lila partierna visar spår av fossilerad vävnad hos det maskliknande havsurdjuret. Bild: Nicholas Strausfeld

Betydelse för neurovetenskap

Förutom att identifiera lobopodernas centrala hjärna som osegmenterad kunde forskarna, genom att analysera genuttrycksmönster, hitta 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 University of Arizona, Yunnan University, Macquarie University och King’s College London deltagit i studien.

Studie:

The lower Cambrian lobopodian Cardiodictyon resolves the origin of euarthropod brains, Science

Kontakt:

Marcel Sayre, doktorand vid Biologiska institutionen, Lunds universitet, marcel.sayre@biol.lu.se