一項新的研究表明，一種類似蝦的古代生物化石，頭部有盔甲，包含有史以來發現的最古老且儲存最完好的神經系統，這可能有助於科學家破譯今天活著的動物神經系統的進化。
這些非凡的遺骸屬於昆明澂江蝦，一種類似甲殼綱動物的生物，生活在 5.2 億年前，即現在的華南地區。化石顯示了一條長長的“繩索狀”中樞神經索，它貫穿全身，並帶有可見的神經組織團塊，像串在繩子上的珠子。科學家們發現，甚至可以檢測到單個的神經結構。
他們注意到，神經組織團塊或神經節沿著中樞神經索逐漸變小，最小的團塊是離昆明澂江蝦頭部最遠的團塊。研究人員還發現，神經節與成對的腿有關，腿的大小也隨著它們沿著動物身體的延伸而減小。[神奇的化石：最早的動物器官圖集]
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昆明澂江蝦神經系統中的其他結構——數十條神經從身體下側附近神經索的規則間隔處伸出——類似於在某些型別的現代蠕蟲中發現的結構，但在現代節肢動物中卻不存在，這為科學家提供了關於神經系統如何在這些相關譜系中不同生命形式進化時適應的線索。
昆明澂江蝦的完整標本，神經索——一條黑暗的繩索狀細絲——在左側可見，靠近頭盾。
圖片來源：楊傑（中國雲南大學）
節肢動物祖先
昆明澂江蝦生活在寒武紀，地球生命迅速多樣化的地質時期，它們屬於一組被稱為撫仙湖蟲的節肢動物祖先。這些昆蟲、蛛形綱動物和甲殼綱動物的前身具有盔甲狀的頭部和細長的分節身體，頂部有多對腿——每節有三到四對腿。研究報告的共同作者、英國劍橋大學動物學系的生物學家 Javier Ortega-Hernández 說，這些生物可能在海底爬行，用靠近頭部的一對較大的肢體將食物舀入口中。
“一些最大的個體可以長達 15 釐米（6 英寸），它們至少有 80 條腿！” Ortega-Hernández 在一封電子郵件中告訴 Live Science。
但直到現在，人們對它們內部的樣子知之甚少。化石通常為科學家提供骨骼、牙齒、貝殼和其他堅硬的有機結構的記錄，而較軟的組織通常會分解得太快而無法儲存，並隨著時間的推移而消失。但有時條件會盛行，從而保護更精細的器官，使其也能化石化。
Ortega-Hernández 說，在中國南方昆明的下沙壩地區，發現標本的地方，“世界聞名”，因為它儲存了軟體生物。他解釋說，這些動物可能被埋在缺氧環境中的細小沉積物中，這將保護屍體免受食腐動物和微生物的侵害，從而減緩甚至阻止腐爛。
“最終，屍體被儲存在化石記錄中，有限的腐爛使驚人的形態細節得以儲存，”他說。[照片：古代海怪是有史以來最大的節肢動物之一]
昆明澂江蝦神經索和神經節（ga）的放大圖，由縱向連結（cn）連線。
圖片來源：劉宇（德國路德維希-馬克西米利安大學）
“我們驚掉了下巴”
此前對這一時期的研究描述了提供這些節肢動物祖先大腦證據的化石，但這項研究是第一個描述來自這個古老時代的完整神經系統的研究，並且具有前所未有的細節水平，研究人員說。
當科學家們仔細觀察神經節團塊時，他們發現纖維的長度約為千分之五毫米——“小於人類頭髮的寬度”，Ortega-Hernández 說。
“當我們把標本放在顯微鏡下觀察到側面的細小神經時，我們驚掉了下巴，”他告訴 Live Science。“很難相信如此小的東西會與主神經索一起儲存下來，但更令人難以置信的是，它們顯示出一種獨特的組織，這種組織在活著的節肢動物中是前所未有的。”
Ortega-Hernández 說，這種組織——神經索、神經節和沿著每一側延伸的數十條神經——類似於現代節肢動物的神經系統。但是，在今天活著的節肢動物中，細小神經的數量明顯較少，他補充道。
這些神經的數量在天鵝絨蟲（節肢動物的近親）中較高，這表明這一特徵可以追溯到這兩個群體最後共同的祖先。
Ortega-Hernández 說：“節肢動物的功能變得更加專業化後，它們有可能透過減少神經數量來使其神經系統更有效率，”他補充說，這只是一種假設。“但這將是未來研究中一個有趣的話題，”他說。
這些發現於今天（2 月 29 日）線上發表在《美國國家科學院院刊》雜誌上。
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