کشف فسیل نادر ۳۱۰ میلیون ساله: مغز خرچنگ نعل اسبی بدون هیچ نقصی حفظ شده است

دیرینه‌شناسان سال‌ها به دنبال فسیل‌های بی‌نقصی هستند که در دل سنگ‌ها وجود دارند. آن‌ها این سنگ‌ها را با دقت و ظرافتی خاص باز می‌کنند تا فسیل داخلشان آسیبی نبیند. حالا محققان توانستند فسیل ۳۱۰ میلیون ساله‌ای از مغز خرچنگ نعل اسبی پیدا کنند که کامل باقی مانده است.

مغز تمام جانوران با وجود بافت نرمی که دارند در هر شرایطی دوام نمی‌آورند و به زودی از بین می‌روند. با این حال، وجود چنین فسیلی از این گونه با جزئیات بی‌نقص بسیار نادر است و شاید با احتمال یک در میلیون بتوان چنین چیزی را پیدا کرد.

با بررسی‌هایی که صورت گرفت، این مغز فسیل شده بسیار شبیه به مغز خرچنگ‌های نعل اسبی امروزی است که تکامل بندپایان را نشان می‌دهد. شرایط خاصی که این مغز در آن نگهداری شده است، می‌تواند انگیزه‌ای باشد تا دیرینه‌شناسان به مکان‌هایی بروند که شاید احتمالی برای کشف فسیل بافت نرم جانوران باشد.

برخی از فسیل‌های این گونه از خرچنگ‌ها قدمتی ۴۴۵ میلیون ساله دارند، اما چنین قدمتی دلیل بر فراوانی فسیل آن‌ها نیست. کشف فسیل بافت نرم بسیاری از جانوران مثل خرچنگ‌ها،‌ اتفاقی غیرمعمول است، چرا که این بافت بسیار زودتر از فرایند فسیل شدن از بین می‌روند. و حالا کشف فسیل بافتی چرب مثل مغز را می‌توان کشفی نادر دانست. به طوری که تا کنون تنها ۲۰ نمونه از بافت عصبی بندپایان کشف شده است.

این فسیل اخیرا در اطراف رود مزون (Mazon Creek) پیدا شده، جایی در جنوب غربی شیکاگو که در بستر آن فسیل‌های زیادی قرار دارند. تنها چند محل در دنیا وجود دارد که می‌توان در آن‌ها فسیل‌هایی از بافت مغز جانداران پیدا کرد و رود مزون یکی از آن‌هاست.

دیرینه‌شناسان معتقدند که فرآیند فسیل شدن در رود مزون بسیار خاص است و فسیل‌ها داخل concretion‌ها پیدا می‌شوند. این نوع سنگ‌ها با تجمع خاک در اطراف قطعه‌های کوچکی مثل این خرچنگ تشکیل می‌شوند و اکثر آن‌ها یا فسیلی ندارند و یا فسیل بافت سخت مثل استخوان‌های یک جانور در آن وجود دارد. با این حال، در بستر رود مزون سنگ‌هایی هست که توانستند بافت نرم جانور را درون خود نگه دارند.

سنگ‌های این ناحیه شامل ترکیبی معدنی از آهن کربنات به نام سیدریت (FeCO3) هستند که تنها در شرایطی که اکسیژن محیط کم باشد تشکیل می‌شوند. این شرایط باعث می‌شود تا پروسه فاسد شدن بافت نرم جانوران با سرعت کمتری پیش برود. در صورتی که در وجود اکسیژن، این پروسه در تنها چند هفته اتفاق می‌افتد.

فرآیند فسیل شدن در چند مرحله صورت می‌گیرد. در مورد این فسیل، پس از اینکه خرچنگ مرد، پروسه فاسد شدن بدن آن آغاز می‌شود. در شرایطی که اکسیژن محیط کم است و گل و لای بدن خرچنگ را محاصره کرده، سیدریت روی آن می‌نشیند و لایه‌ای محافظتی درست می‌کند. این لایه باعث می‌شود تا حتی بافت مغز چرخنگ هم باقی بماند. بعد از اینکه مغز خرچنگ کمی فاسد شد، درون قالب سیدریتی با کانی رسی و نرمی به نام کائولینیت پر می‌شود و جزئیات بافت مغز را قالب‌گیری و حفظ می‌کند. با گذر زمان، اطراف این قالب تشکیل شده، سنگی به وجود می‌آید و همه چیز را درون خود نگه می‌دارد تا روزی دیرینه‌شناسان خوش شانس باشند و بتوانند درون آن را باز کنند.

طبق مطالعاتی که روی این سنگ انجام شد، دیرینه‌شناسان احتمال می‌دهند که پروسه فسیل شدن تنها ۵۰ سال طول کشیده است. در صورتی که اکثر فسیل‌ها در طی هزاران سال تشکیل می‌شوند. با این حال، بافت‌های عصبی به سرعت از بین می‌روند و محققان مطمئن نیستند که این بافت تا کی باقی می‌ماند. با اینکه روند تشکیل سنگ اطراف این فسیل مشخص نیست، تنها چیزی که فسیل را تا کنون حفظ کرده فرآیند concretion بوده است.

سیستم عصبی مرکزی این خرچنگ قدیمی بسیار شبیه به خرچنگ‌های کنونی است. این نشان می‌دهد که ممکن است رفتار اجداد خرچنگ‌های نعل اسبی شبیه به رفتار آن‌ها مثل تغذیه و تنفسشان در دنیای امروز باشد.

یکی از جالب‌ترین ویژگی‌های فسیل جدید این بود که کاملا بر حسب اتفاق، فسیل از وسط باز شد و نمای کاملی از بدن جانور و مغز آن را نشان داد. اگر این فسیل از این جهت باز نشده بود، ممکن بود محققان چنین اطلاعاتی را به دست نمی‌آوردند.

کیفیتی که فسیل‌های سیدریت در حفظ و نگهداری بافت‌های نرم از خود نشان دادند، دیرینه‌شناسان را به مکان‌هایی می‌کشد تا بتوانند نمونه‌های بیشتری از این فسیل‌ها را پیدا کنند. تا کنون تنها چند سایت با این ویژگی‌ها در دنیا پیدا شده است، با این حال این نواحی می‌توانند برای تحقیقات میدانی استفاده شوند.