В 2022 году команда Николаса Дж. Штраусфельда впервые детально описала у этого существа окаменевшую нервную систему — и это, по их словам, древнейший известный на сегодня ископаемый мозг.
Здесь важно понимать: мягкие ткани, такие как мозг, обычно не сохраняются в ископаемом состоянии — они разлагаются за считанные дни. То, что мы видим здесь — редчайший случай фосфоритной минерализации, когда клетки нервной ткани были буквально «отлиты» в камне, сохранив свои контуры.
Благодаря методу хроматической фильтрации высокоразрешающих цифровых изображений (способ усиления цветовых контрастов на обычных фото, чтобы различить микроскопические слои породы разного состава, которые соответствуют разным частям нервов) удалось выявить поразительную картину:
Голова Cardiodictyon была несегментированной (то есть не состояла из повторяющихся колец-сегментов, как туловище), а мозг уже состоял из трёх слившихся цефалических (мозговых) доменов. Эти домены чётко отделены от метамерной (сегментированной) брюшной нервной системы туловища, где ганглии (скопления нервов) повторяются в каждом сегменте.
На схеме: вдоль всей брюшной нервной цепочки видны парные, последовательно повторяющиеся округлые узелки — ганглии. Это и есть та самая метамерная система. В отличие от монолитного мозга, в туловище нервные узлы дублируются в каждом сегменте тела для управления ножками и внутренними органами этого конкретного участка.
Соединяет головной мозг с туловищными узлами окологлоточная коннектива (3 рис.)
Каждый из трёх мозговых доменов точно выравнивается с одной из трёх частей передней кишки и с одной парой головных придатков:
В оригинале: прозоцеребрум ce1, протоцеребрум ce2, дейтоцеребрум ce3; прозоцеребрум у современных форм редуцирован и слит с протоцеребрумом (2 рис.)🥹Протоцеребрум — передний мозг. На схеме видно, что с ним напрямую связана зрительная область. Он отвечает за зрение и соотносится с первой парой придатков (глазами).
🥹Дейтоцеребрум — средний мозг. Он иннервирует следующую пару придатков (например, усики-антенны).
🥹Тритоцеребрум — задний мозг. Он анатомически связан с передней кишкой (окружает её) и третьей парой придатков.
Это открытие напрямую опровергает вековое представление (восходящее ещё к 1880-м годам), будто мозг членистоногих изначально формировался так же, как туловище — путём консолидации передних сегментов и слияния ганглиев в голову. Если бы голова формировалась из сросшихся сегментов, то рот у древних членистоногих должен был бы открываться позади мозга (как у современных членистоногих). У Cardiodictyon рот находится перед мозгом. Выходит, что у Cardiodictyon мозг и головная нервная система эволюционировали независимо от сегментированной брюшной нервной цепочки.
Идентичная экспресия регуляторных генов Six3, Pax6 и Otx в трёх мозговых доменах у Cardiodictyon свидетельствует, что трёхдоменная архитектура переднего мозга является плезиоморфным (наследуемым) признаком общего предка всех линяющих, возникшим ещё в эдиакарии, задолго до кембрийского взрыва. Наличие зрительных центров в мозге Cardiodictyon при отсутствии линз доказывает, что мозговые структуры зрения возникли раньше хрусталика. Глаза разных групп (от примитивных световых ямок до сложных GRIN-линз трилобитообразных, решающих проблему двулучепреломления в мутной воде) развивались независимо и конвергентно уже в кембрии. Это опровергает старую модель: голова не была слеплена из туловищных сегментов. Напротив, несегментированный мозг существовал как самостоятельный орган до появления сегментации туловища, а кембрийская эволюция сводилась к адаптивной перестройке периферии (зрение, локомоция и т.д.) при неизменном центральном плане.