Phát hiện bộ não cổ xưa nhất trong hóa thạch 319 triệu năm

Một phân tích mới về hóa thạch cá tiền sử được khai quật ở Anh cho thấy nó vẫn còn lưu giữ não và các dây thần kinh sọ.

Gần 100 năm trước, một hóa thạch cá vây tia được lấy ra từ mỏ than ở hạt Lancashire, tây bắc nước Anh, nhưng vào thời điểm đó cả nhóm khai quật và các nhà cổ sinh vật học đều không nhận ra giá trị thực sự của khám phá này. Giờ đây, công nghệ chụp cắt lớp vi tính (quét CT) đã tiết lộ mẫu vật chứa bộ não lâu đời nhất từng được biết tới đối với bất kỳ loài động vật có xương sống nào.

Hộp sọ hóa thạch lưu giữ bộ não 319 triệu năm của cá vây tia. (Ảnh: Đại học Michigan).

Con cá được đề cập là Coccocephalus wildi, sống cách đây 319 triệu năm. Sau một thế kỷ bị lãng quên, bộ não đáng kinh ngạc của nó lần đầu được mô tả trong một bài đăng trên tạp chí Nature hôm 1/2 do nghiên cứu sinh tiến sĩ Rodrigo Figueroa tại Đại học Michigan dẫn đầu.

Các mô mềm như não "thực sự rất mềm" và hiếm khi hóa thạch tốt, nhưng trong trường hợp của Coccocephalus, một phần não và các dây thần kinh sọ vẫn được lưu giữ cho đến nay. Điều này là nhờ hộp sọ của nó không bị nghiền nát và nhiều khoáng chất dày đặc nhanh chóng thay thế các mô, mặc dù phần lớn não sau đã bị mất.

Nếu không có sự bảo quản này, hóa thạch được đề cập có lẽ không gây nhiều chú ý. Nó dường như chỉ cho biết về một loài cá cổ đại mới dài 15-20 cm và có thể sống bằng chế độ ăn giáp xác. Do là ví dụ duy nhất được biết đến của loài này, nhóm nghiên cứu không thể mạo hiểm làm hỏng mẫu vật, vì vậy quét CT là lựa chọn duy nhất để khám phá cấu trúc bên trong nó. Mặc dù vậy, việc tìm thấy một bộ não có niên đại lên tới 319 triệu năm là điều không ai ngờ tới.

Mô phỏng cá vây tia Coccocephalus wildi và bộ não của nó. (Ảnh: Đại học Michigan).

Thay vì không gian trống rỗng hoặc sự phát triển khoáng chất ngẫu nhiên trong khoang hộp sọ, Figueroa cùng các cộng sự đã tìm thấy một cấu trúc đối xứng với nhiều lỗ rỗng giống như trong não sống và các sợi giống như dây thần kinh sọ.

"Tôi tự nhủ "đây có thực sự là bộ não hay không?", vì vậy đã phóng to khu vực đó của hộp sọ để thực hiện lần quét thứ hai với độ phân giải cao hơn và kết quả rất rõ ràng rằng những gì chúng tôi đang thấy là chính xác", Figueroa kể lại.

Não Coccocephalus được hình thành bằng cách phình ra xung quanh một khoang và gập vào trong, giống như não của động vật có vú, chim và bò sát ngày nay. Mặt khác, các loài cá vây tia hiện đại - họ hàng gần nhất còn sống sót của Coccocephalus - có não gập ra ngoài. Điều này có nghĩa là não cá đã trải qua một sự thay đổi rất lớn vào thời điểm nào đó, dù nhóm nghiên cứu không biết khi nào và tại sao.

"Hóa thạch nhỏ với bề ngoài không mấy ấn tượng này không chỉ cho thấy ví dụ lâu đời nhất về bộ não của động vật có xương sống mà còn khiến chúng ta phải nghĩ lại về sự tiến hóa của não bộ ở các sinh vật sống", Figueroa nói thêm.

Tác giả chính của nghiên cứu dự đoán rằng, với việc máy quét CT ngày càng dễ tiếp cận, nhiều bộ não hóa thạch sẽ được chụp ảnh theo cách này. Khám phá mới chắc chắn sẽ mang lại cho các nhà khoa học động lực để thử điều đó.