中外学者Nature发现早的神经系统

发布时间:2013-10-18

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  大约一年前,侯先光教授等人发现解剖结构复杂的大脑进化比以前认为的要更早,并且在进化过程中并没有发生多大的改变。而这一新发现则表明mandibulates(包括甲壳类动物)和螯肢亚门(chelicerates)在5.20亿年已经出现了分支……
        来自英国自然历史博物馆,云南大学等处的研究人员发表了题为“Chelicerate neural ground pattern in a Cambrian great appendage arthropod”的文章,在西南地区昆明附近的澄江区域,发现了一种3厘米长的动物(一英寸多一点)化石,这种动物具有已知早的完整的神经系统。这一研究成果公布在10月17日Nature杂志上。
        文章的通讯作者分别是云南大学的侯先光教授,以及英国自然历史博物馆的Gregory D. Edgecombe教授,其中侯先光教授主要从事澄江动物群的研究,是澄江生物群化石的发现者,现任云南大学教授,云南省古生物研究重点实验室主任。
神经系统具体特征
       研究人员比较了这种化石的神经系统与马蹄蟹和蝎子的神经系统,毫无疑问的指出这一5.20亿年前的Alalcomenaeus属于螯肢亚门(chelicerates)。
       而且这一化石还具有蝎子和蜘蛛大脑中具有的典型特征:三簇称为神经节的神经细胞相互融合,这不同于一些甲壳类动物,它们的神经节相隔很远,通过长神经连接,就像是绳梯中的每节梯子。
其它特征还包括大脑肠道开口的位置,以及大脑内外感光中心的设置。
        在进一步的研究中,研究人员还利用这些特征与其它约150种特征,共同分析了节肢动物中的进化关系。“Greg将这些特征加入到了一个计算机分支系统学分析中,并提出问题:这个化石应该放置在系统树的哪个位置?”Strausfeld说,“我们认为它应该属于现代螯肢亚门”。
更进一步的研究探索
但这个故事并没有就此结束。
        大约一年前,侯先光教授等人发现解剖结构复杂的大脑进化比以前认为的要更早,并且在进化过程中并没有发生多大的改变。
      当时发现的化石属于延长抚仙湖虫(Fuxianhuia protensa),是云南澄江早寒武世三个新的大型节肢动物,是一种灭绝的节肢动物。研究人员发现延长抚仙湖虫的大脑每一侧上有三个视觉髓,这很可能与昆虫中出现的神经纤维横向模式有关,而且其大脑也由三个个融合分部组成,而软甲亚纲(branchiopods)只有两个分部的融合。
这指出,一旦大脑的基本设计已经进化出现,那么就不会发生太大的变化。相反,外围的一些元件,如眼睛,触角,其他附加物,感觉器官等就会发现巨大的多样化,以及功能上的化,不过这些都会输入到相同的基本环路中。
而“这一新发现则表明mandibulates(包括甲壳类动物)和螯肢亚门(chelicerates)在5.20亿年已经出现了分支,作为两种不同的进化轨迹,这也就是意味着,它们的共同祖先在此前更早的时间里就已经存在了,”Strausfeld说,“我们希望能进一步分析更早时间的化石,并在未来找到mandibulate和chelicerate的祖先,解析其神经细胞,目前我们不清楚这些动物来自于,现在终于有了搜索的方向。” 

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