Ce cerveau est resté intact dans un fossile vieux de 310 millions d’années

Le tissu cérébral est naturellement spongieux. Contrairement aux os, aux coquillages ou aux dents, il est riche en graisse et pourrit rapidement, apparaissant rarement dans les archives fossiles.

Ainsi, lorsque Russell Bicknell, paléontologue des invertébrés à l’Université de la Nouvelle-Angleterre en Australie, a remarqué un craquement blanc près de l’avant du corps d’un limule fossilisé à l’endroit où le cerveau de l’animal aurait pu se trouver, il a été surpris. Un examen plus attentif a révélé une empreinte extraordinaire du cerveau ainsi que d’autres parties du système nerveux de la créature.

Découvert dans les sédiments d’Amazon Creek dans le nord-est de l’Illinois, il remonte à 310 millions d’années et est le tout premier cerveau fossilisé en forme de fer à cheval. Le Dr Bicknell et ses collègues rapportent Existence le mois dernier dans le Journal of Geology.

« Ces types de fossiles sont si rares que si vous en rencontrez un, vous serez généralement choqué », a-t-il déclaré. « Nous parlons du niveau d’aiguille dans une botte de foin fraîche. »

La découverte aide à combler une lacune dans l’évolution des cerveaux des arthropodes et montre également à quel point ils ont peu changé au cours de centaines de millions d’années.

La préservation des tissus mous nécessite des conditions particulières. Les scientifiques ont découvert des cerveaux enfermés dans de la résine d’arbre fossilisée, connue sous le nom d’ambre, vieille de moins de 66 millions d’années. Ils ont également trouvé des cerveaux préservés sous forme de films de carbone plats, parfois remplacés ou recouverts de minéraux trouvés dans des gisements de schiste vieux de plus de 500 millions d’années. Ces sédiments comprennent les carcasses d’arthropodes océaniques qui ont coulé au fond de la mer et ont été rapidement enfouis dans la boue et préservés de la dégradation immédiate dans un environnement pauvre en oxygène.

Cependant, le cerveau fossilisé d’Euprops danae, qui est conservé dans une collection du Yale Peabody Museum of Natural History, nécessite un ensemble différent de conditions pour être préservé.

Les arthropodes n’étaient pas des crabes, mais étroitement liés aux araignées et aux scorpions. Un crabe en fer à cheval éteint de la taille d’un seul requin a été enterré il y a plus de 300 millions d’années dans ce qui était autrefois un bassin marin saumâtre peu profond. La sidérite, un minéral de carbonate de fer, s’accumule rapidement autour du corps de la créature morte, formant des moisissures. Au fil du temps, à mesure que les tissus mous se décomposaient, un minéral d’argile blanche appelé kaolinite a rempli le vide laissé par le cerveau. C’est ce moulage blanc sur une roche gris foncé qui a aidé le Dr Bicknell à découvrir l’impression cérébrale préservée de manière unique.

« C’est une situation entièrement différente pour la préservation du cerveau », a déclaré Nicholas Strausfeld, neuroanatomiste à l’Université de l’Arizona qui a été parmi les premiers à signaler un fossile de cerveau d’arthropode en 2012, mais n’a pas été impliqué dans cette étude. « il est magnifique. »

Eupoops éteint Le cerveau présentait une cavité centrale pour le passage du tube d’alimentation et des nerfs ramifiés qui se connectent aux yeux et aux pattes de l’animal.

Le Dr Bicknell et ses collègues ont comparé cette ancienne structure cérébrale à celle de Limulus polyphemus, un type de limule encore présent le long de la côte atlantique, et ont noté une similitude remarquable. Alors que le crabe en fer à cheval semble quelque peu différent à l’extérieur, la structure interne de son cerveau n’a pas vraiment changé malgré sa séparation de plus de 300 millions d’années.

« C’est comme si un ensemble de cartes mères était resté constant au cours du temps géologique, tandis que les circuits périphériques avaient été modifiés différemment », a déclaré le Dr Straussfeld.

Même si le Le fossile d’E. danae a été examiné dans le passé par d’autres chercheurs pour sa forme et ses dimensions, et le cerveau, qui est plus petit qu’un grain de riz, est passé inaperçu. « Si vous ne recherchez pas cette caractéristique particulière, vous ne la verrez pas », a déclaré le Dr Bicknell. « Vous développez une image de recherche dans votre tête. »

Avec la découverte chanceuse de cet ancien cerveau bien conservé, les chercheurs espèrent trouver plus d’exemples dans d’autres fossiles des sédiments de Mazon Creek.

« S’il y en a un, il doit y en avoir plus », a déclaré Javier Ortega Hernandez, paléontologue des invertébrés au Museum of Comparative Zoology de l’Université Harvard et co-auteur de l’étude.