นักวิทยาศาสตร์พบฟอสซิลสมองไดโนเสาร์ตัวแรกของโลก

ในคืนฤดูหนาวที่มืดมิดในปี 2547 เจมี่ ฮิสค็อกส์เห็นหินรูปร่างประหลาดบนชายหาดใกล้บ้านของเขาในซัสเซ็กซ์ ประเทศอังกฤษ "ฉันสามารถเห็นรายละเอียดโครงสร้างไฟฉายของฉันบนพื้นผิวของวัตถุ" ฮิสค็อกส์นักล่าฟอสซิลโดยการค้าบอกฉันในอีเมล “ฉันรู้ทันทีว่านี่ไม่ใช่ก้อนกรวดธรรมดา”

ฮิสค็อกส์แสดงตัวอย่างต่อมาร์ติน บราเซียร์ นักบรรพชีวินวิทยาชั้นนำที่มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด Braiser ระบุว่าเป็นไดโนเสาร์เอนโดคาสต์ ซึ่งเป็นซากดึกดำบรรพ์ที่ก่อตัวขึ้นเมื่อตะกอนเติมเต็มภายในกะโหลกศีรษะของสัตว์ ซึ่งเป็นของอิกัวโนดอน ไดโนเสาร์ที่อาศัยอยู่ในยุคครีเทเชียส

แต่นี่ไม่ใช่เอนโดคาสต์มาตรฐานของคุณ ประการหนึ่งมันไม่ราบรื่น “มันดูเป็นลอนเล็กน้อยเกือบ; มีสันเขาและร่อง” Alexander Liu อดีตนักเรียนของ Brasier บอกฉัน (Brasier เสียชีวิตจากอุบัติเหตุทางรถยนต์ในปี 2014)

นั่นทำให้นักวิจัยรู้สึกตื่นเต้น การวิเคราะห์อย่างใกล้ชิดเผยให้เห็นชั้นโครงสร้างที่มีความหนาไม่กี่มิลลิเมตรซึ่งดูเหมือนหลอดเลือด นอกจากนี้ยังมีร่องรอยของเยื่อหุ้มสมองซึ่งเป็นชั้นนอกที่แข็งแกร่งซึ่งปกป้องสมองโดยเก็บรักษาไว้ในรูปของแร่ธาตุ

สมองมักจะสลายตัวเร็วมากหลังความตาย เร็วมากจนไม่เคยมีการค้นพบชิ้นส่วนของสมองฟอสซิลจากสัตว์มีกระดูกสันหลังที่อาศัยอยู่บนบก

นั่นทำให้นี่เป็นฟอสซิลสมองไดโนเสาร์ตัวแรกที่เคยพบ ตามที่หลิวและผู้เขียนร่วมอธิบายไว้ในสิ่งพิมพ์พิเศษของ The Geological Society of London ซึ่งตีพิมพ์ในวันนี้

การค้นพบซึ่งเป็นโครงการเสริมที่ Brasier และคนอื่นๆ ดำเนินการอย่างช้าๆ เป็นเวลาหลายปี ให้ความหวังว่าวันหนึ่งนักบรรพชีวินวิทยาสามารถไขความลึกลับของความฉลาดทางไดโนเสาร์ได้ แต่ที่น่าสังเกตยิ่งกว่านั้นก็คือ สมองชิ้นนี้ถูกทำให้เป็นฟอสซิลตั้งแต่แรก

เนื้อเยื่ออ่อนไม่ค่อยกลายเป็นฟอสซิล

วิกิพีเดีย

มีเหตุผลสองสามประการที่ไม่มีใครเคยค้นพบสมองไดโนเสาร์ฟอสซิลมาก่อน

ประการหนึ่ง ไดโนเสาร์มีชีวิตอยู่เมื่อนานมาแล้ว เกือบทั้งหมดเสียชีวิตอย่างสมบูรณ์ ร่างกายและกระดูกของพวกมันสลายไปไม่เหลือร่องรอย

เศษเล็กเศษน้อยสามารถตายได้ภายใต้สถานการณ์ที่บังเอิญซึ่งทำให้เนื้อเยื่อและกระดูกของพวกมันกลายเป็นฟอสซิลในหิน ในกรณีที่หายากเหล่านี้เมื่อเนื้อเยื่ออินทรีย์กลายเป็นฟอสซิล แร่ธาตุจะเข้ามาแทนที่เนื้อเยื่อ แต่เนื้อเยื่ออ่อน เช่น สมองจะสลายตัวอย่างรวดเร็วเป็นพิเศษ ทำให้เป็นเนื้อเยื่อที่มีแนวโน้มน้อยที่สุดที่จะเก็บรักษาไว้

แล้วอะไรที่ทำให้สมองนี้หลบเลี่ยงจุลชีพที่จะกินมันเข้าไปได้? Liu, Brasier และเพื่อนร่วมงานต้องกลายเป็นผู้ตรวจสอบทางนิติเวชเพื่อคิดออก

นี่คือเรื่องราวที่พวกเขาปะติดปะต่อเข้าด้วยกัน

เริ่มขึ้นเมื่อประมาณ 133 ล้านปีก่อน ในยุคครีเทเชียส เมื่อโลกเป็นสถานที่ที่แปลกไปมาก อากาศอุ่นขึ้นมาก มีน้ำแข็งน้อยมากที่เสา และประมาณหนึ่งในสามของแผ่นดินที่เราอาศัยอยู่ทุกวันนี้ถูกปกคลุมด้วยน้ำ ทวีปต่าง ๆ เพิ่งเริ่มต้นแยกออกจากกัน

ในโลกที่แปลกประหลาดนี้ ในอังกฤษยุคก่อนประวัติศาสตร์ ถ้าจะพูดตรงๆ ได้เดินเตร่สายพันธุ์ของไดโนเสาร์ที่ดูเหมือนม้าสัตว์เลื้อยคลานขนาดใหญ่ (ยาว 30 ฟุตและสูง 7 ฟุต) ที่มีหางและมีสันเขาแหลมที่ด้านหลัง

เมื่ออิกัวโนดอนตัวนี้ตาย มีสิ่งบังเอิญหลายอย่างเกิดขึ้นเพื่อให้สมองของมันกลายเป็นฟอสซิล

1) เมื่อสัตว์ตัวนี้ตาย มันน่าจะตกลงไปในน้ำโดยที่กะโหลกศีรษะของมันพลิกคว่ำ ที่จำกัดการสัมผัสกับอากาศ (สมองจะสลายตัวอย่างรวดเร็วเมื่อมีออกซิเจน)

มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์

2) กะโหลกศีรษะยังคงไม่บุบสลาย ดังนั้นเมื่อส่วนเล็กๆ ของสมองเริ่มสลายตัว สารเคมีที่มันดูดออกมาก็จะอยู่ในกล่องของสมอง การสลายตัวนั้น “ปล่อยสารอาหารและเอ็นไซม์ อุดมไปด้วยธาตุเหล็กและฟอสเฟต” หลิวอธิบาย

3) สารอาหารและเอ็นไซม์เหล่านั้นทำการดองส่วนอื่น ๆ ของสมองเป็นหลัก เพื่อรักษาไว้ สารอาหารและเอ็นไซม์เหล่านั้นยังมีสารเคมีที่เหมาะสมในการเริ่มกระบวนการทำให้เป็นแร่

4) บางทีภายในไม่กี่วัน Liu อธิบายว่าส่วนที่เก็บรักษาไว้ - ส่วนที่มีความหนาเพียงไม่กี่มิลลิเมตรซึ่งถูกกดขึ้นกับกะโหลกศีรษะ - ถูกแทนที่ด้วยแร่ธาตุฟอสเฟตและคาร์บอเนต ปฏิกิริยาเคมีทำให้แร่ธาตุเปลี่ยนสารอินทรีย์โดยเลียนแบบโครงสร้าง

เมื่อเวลาผ่านไป สมองที่ถูกฟอสซิลนั้นแยกออกจากส่วนที่เหลือของร่างกาย มันถูกกระแสน้ำพัดพาและพายุ และพบบ้านในแอ่งน้ำขึ้นน้ำลงในสหราชอาณาจักร (แนวชายฝั่งอังกฤษที่มีหินตะกอนเป็นที่ชื่นชอบของนักล่าฟอสซิล) เมื่อพายุฤดูหนาวเผยให้เห็นส่วนที่จมอยู่ใต้น้ำก่อนหน้านี้ของชายหาดในปี 2547 ถือเป็นโชคดีที่มีมือโปรอย่างฮิสค็อกส์เดินผ่านมา “ด้วยความที่เปราะบางเช่นนี้ พายุลูกต่อไปอาจทำลายมันได้” ฮิสค็อกส์กล่าว

นักวิทยาศาสตร์ค้นพบหลอดเลือด ซึ่งเป็นสัญญาณบ่งบอกว่านี่เป็นส่วนหนึ่งของสมองจริงๆ

หลายปีที่ผ่านมา ฟอสซิลนี้เป็นโครงการเสริมสำหรับ Brasier (ซึ่งปกติแล้วจะศึกษาฟอสซิลที่เก่ากว่ามาก ใกล้กับต้นกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลก) หลิวกล่าวว่าการวิจัยส่วนใหญ่ดำเนินการโดยนักเรียนของเขา ซึ่งทำงานในโครงการอื่นๆ ด้วย จึงใช้เวลานานในการยืนยันลางสังหรณ์ของพวกเขา

"สิ่งที่น่าเชื่อถือที่สุดในข้อมูลที่เรามีคือหลอดเลือด" Liu กล่าว “พวกเขาไม่สามารถโต้แย้งได้ พวกเขาไม่สามารถเป็นอย่างอื่นได้ พวกมันมีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ถูกต้อง พวกมันแตกแขนงอย่างถูกวิธี กลวง และอยู่ในที่ที่เหมาะสม”

คุณสามารถมองเห็นเส้นเลือดบนภาพกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนได้ชัดเจน ที่นี่ ลูกศรชี้ไปที่หลักฐานว่าภาชนะกลวง

มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์

และที่นี่คุณสามารถเห็นการแตกแขนงของเส้นเลือดเหมือนเส้นเลือดฝอยทั่วไป

มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์

การที่หลอดเลือดมีความชัดเจนมากทำให้นักวิทยาศาสตร์มั่นใจว่าพวกเขาได้เห็นเยื่อหุ้มสมองด้วย Liu กล่าวว่ามีหลักฐานของเนื้อเยื่อเปลือกนอกที่เป็นซากดึกดำบรรพ์ (สสารสีเทา) ด้วยเช่นกัน แต่ก็ไม่มั่นใจ

ตามรายงานของ Liu กระดาษนั้นเกือบจะพร้อมที่จะเผยแพร่ในปี 2010 แต่ Brasier หยุดทำงาน เขาต้องการให้ฮิสค็อกส์รับประกันว่าในที่สุดซากดึกดำบรรพ์จะจบลงที่พิพิธภัณฑ์ เพื่อให้ทุกคนได้ศึกษาและดู เมื่อฟอสซิลอยู่ในพิพิธภัณฑ์ จะช่วยให้ผู้อื่นจำลองผลการศึกษาได้ สถาบันที่แน่นอนที่ฟอสซิลจะสิ้นสุดยังไม่ได้รับการพิจารณา

ฟอสซิลสามารถบอกเราเกี่ยวกับความฉลาดของไดโนเสาร์ได้หรือไม่?

มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์

ในหลาย ๆ ด้าน การค้นพบนี้ไม่ได้บอกอะไรเราเกี่ยวกับไดโนเสาร์มากนัก

“แน่นอนว่าเรารู้ว่าไดโนเสาร์มีสมอง” เดวิด นอร์แมน นักบรรพชีวินวิทยาจากเคมบริดจ์และผู้เขียนร่วมในหนังสือพิมพ์กล่าว เขากล่าวว่าเอกสารฉบับนี้เป็นข้อพิสูจน์แนวคิดมากกว่า: เนื้อเยื่อที่อ่อนนุ่มและอ่อนนุ่มที่สุดเท่าที่สมองจะทำได้ภายใต้สถานการณ์ที่เหมาะสม จะกลายเป็นฟอสซิล

และนั่นควรสร้างแรงบันดาลใจให้ภัณฑารักษ์ฟอสซิลให้มองย้อนกลับไปที่คอลเล็กชันของพวกเขา Liu กล่าว “ตอนนี้เรารู้แล้วว่าเนื้อเยื่ออ่อนเหล่านี้สามารถเก็บรักษาไว้ได้” เขากล่าว “ผู้คนสามารถกลับไปที่คอลเล็กชันของพิพิธภัณฑ์และมองหาพวกมัน ตรวจสอบพวกมันอีกครั้ง ดูว่าเป็นเรื่องปกติหรือไม่”

ตัวอย่างสมองไดโนเสาร์จำนวนมากขึ้นสามารถช่วยไขปริศนาใหญ่เกี่ยวกับความฉลาดของไดโนเสาร์ได้: สมองของพวกมันเหมือนสัตว์เลื้อยคลานในยุคปัจจุบันหรือเหมือนนกในยุคปัจจุบันมากกว่ากัน?

ในสัตว์เลื้อยคลานสมัยใหม่ สมองมักไม่ใช้พื้นที่ทั้งหมดในกะโหลกศีรษะ มีขนาดเล็กกว่ากะโหลกศีรษะมาก โดยมีเนื้อเยื่อที่รองไว้รองรับ อย่างไรก็ตาม สำหรับนก โดยทั่วไปแล้ว สมองจะกินพื้นที่ส่วนใหญ่ของกะโหลกศีรษะ

สมองที่เหมือนนกมากกว่าจะบ่งบอกว่าไดโนเสาร์ฉลาดกว่าสัตว์เลื้อยคลานทั่วไป

มีหลักฐานบางอย่างจากสมองอีกัวโนดอนนี้ ว่ามันกินเนื้อกะโหลกศีรษะเกือบทั้งหมด แต่ก็ยังสรุปไม่ได้ เนื่องจากสัตว์น่าจะตายคว่ำ เนื้อเยื่อสมองจึงอาจกระจายออกไปบนหลังคาของกะโหลกศีรษะ “คุณ ไม่สามารถ พูดได้ว่ามันเป็นหลักฐานว่าสมองของไดโนเสาร์นั้นใหญ่กว่าที่เราคิดไว้” นอร์แมนกล่าว หลิวกล่าวว่าอย่างน้อยที่สุด ขนาดของสมองบ่งบอกว่าอิกัวโนดอนอย่างน้อยก็ฉลาดพอๆ กับจระเข้ยุคใหม่ (ไม่ใช่คนที่ฉลาดที่สุดในอาณาจักรสัตว์ แต่เป็นนักล่าที่มีไหวพริบเพียงพอ)

คำถามครอบคลุมที่นอร์มัน หลิว และเพื่อนร่วมงานของพวกเขากำลังเผชิญอยู่ไม่ใช่ว่า "ไดโนเสาร์ฉลาดแค่ไหน" มันใหญ่กว่านั้นมาก “มันเป็นการคลี่คลายประวัติศาสตร์ของโลก” นอร์แมนกล่าว สัตว์เหล่านี้อาศัยอยู่บนดาวเคราะห์ดวงที่แตกต่างจากที่เราอาศัยอยู่ทุกวันนี้มาก อะไรคือชีววิทยาของพวกเขา เกี่ยวกับสรีรวิทยา ที่ทำให้พวกเขาเจริญเติบโต? “คำถามเกือบจะไม่มีที่สิ้นสุด” เขากล่าว และฟอสซิลนี้จุดประกายให้พวกมันมากขึ้น

ที่มา: University of Cambridge, University Herald and other Media's