Otak ini tetap utuh dalam fosil berusia 310 juta tahun

Jaringan otak bawaannya kenyal. Tidak seperti tulang, cangkang, atau gigi, ia kaya akan lemak dan cepat membusuk, jarang muncul dalam catatan fosil.

Jadi ketika Russell Bicknell, ahli paleontologi invertebrata di University of New England di Australia, melihat derak putih di dekat bagian depan tubuh fosil kepiting tapal kuda di mana otak hewan itu mungkin berada, dia terkejut. Pengamatan lebih dekat mengungkapkan jejak otak yang luar biasa bersama dengan bagian lain dari sistem saraf makhluk itu.

Ditemukan dari sedimen Sungai Amazon di timur laut Illinois, ia berasal dari 310 juta tahun dan merupakan fosil otak berbentuk tapal kuda pertama yang pernah ada. Dr. Bicknell dan rekan melaporkan Adanya bulan lalu di Jurnal Geologi.

“Jenis fosil ini sangat langka sehingga jika Anda menemukannya, Anda biasanya akan terkejut,” katanya. “Kita berbicara tentang level jarum di tumpukan jerami yang keren.”

Penemuan ini membantu mengisi celah dalam evolusi otak arthropoda dan juga menunjukkan betapa sedikitnya mereka telah berubah selama ratusan juta tahun.

Pengawetan jaringan lunak membutuhkan kondisi khusus. Para ilmuwan menemukan otak yang terbungkus dalam fosil resin pohon, yang dikenal sebagai amber, yang berusia kurang dari 66 juta tahun. Mereka juga menemukan otak yang diawetkan sebagai film karbon datar, kadang-kadang diganti atau ditutupi dengan mineral yang ditemukan di endapan serpih yang berusia lebih dari 500 juta tahun. Sedimen ini termasuk bangkai artropoda laut yang tenggelam ke dasar laut dan dengan cepat terkubur dalam lumpur dan terhindar dari degradasi langsung di lingkungan rendah oksigen.

Namun, otak fosil Euproops danae, yang diawetkan dalam koleksi di Museum Sejarah Alam Yale Peabody, memerlukan serangkaian kondisi berbeda untuk dilestarikan.

Arthropoda bukanlah kepiting, tetapi berkerabat dekat dengan laba-laba dan kalajengking. Kepiting tapal kuda yang sudah punah seukuran hiu tunggal terkubur lebih dari 300 juta tahun yang lalu di tempat yang dulunya adalah cekungan laut payau yang dangkal. Siderite, mineral besi karbonat, dengan cepat terakumulasi di sekitar tubuh makhluk mati, membentuk jamur. Seiring waktu, ketika jaringan lunak terurai, mineral tanah liat putih yang disebut kaolinit mengisi kekosongan yang ditinggalkan oleh otak. Cetakan putih di atas batu abu-abu gelap inilah yang membantu Dr. Bicknell menemukan kesan otak yang terpelihara secara unik.

“Ini adalah situasi yang sama sekali berbeda untuk pelestarian otak,” kata Nicholas Strausfeld, ahli anatomi saraf di University of Arizona yang termasuk orang pertama yang melaporkan fosil otak artropoda pada tahun 2012 tetapi tidak terlibat dalam penelitian ini. “Ini bagus.”

Euproops Punah Otak menunjukkan rongga pusat untuk lewatnya tabung makanan dan saraf bercabang yang terhubung ke mata dan kaki hewan.

Dr. Bicknell dan rekan membandingkan struktur otak purba ini dengan Limulus polyphemus, sejenis kepiting tapal kuda yang masih ditemukan di sepanjang pantai Atlantik, dan mencatat kesamaan yang luar biasa. Sementara kepiting tapal kuda terlihat agak berbeda di luar, struktur otak internalnya tidak benar-benar berubah meskipun terpisah lebih dari 300 juta tahun.

“Seolah-olah satu set motherboard tetap konstan sepanjang waktu geologis, sementara sirkuit periferal telah dimodifikasi secara berbeda,” kata Dr. Straussfeld.

meskipun Fosil E. danae telah diperiksa di masa lalu oleh peneliti lain untuk bentuk dan dimensinya, dan otaknya, yang lebih kecil dari sebutir beras, tidak diperhatikan. “Jika Anda tidak mencari fitur khusus ini, Anda tidak akan melihatnya,” kata Dr. Bicknell. “Anda mengembangkan citra penelitian di kepala Anda.”

Dengan penemuan beruntung dari otak purba yang terpelihara dengan baik ini, para peneliti berharap dapat menemukan lebih banyak contoh pada fosil lain dari sedimen Mazon Creek.

“Jika ada, pasti ada lebih banyak lagi,” kata Javier Ortega Hernandez, ahli paleontologi invertebrata di Museum Zoologi Komparatif Universitas Harvard dan rekan penulis studi tersebut.