我們對古代生物的大部分知識都來自骨骼--軟組織很難變成化石。有些機制在保護這些脆弱組織方面比其他機制更好,最著名的就是琥珀瞭。然後,科學傢可以掃描琥珀包裹的生物以對它們的大腦和其他器官進行成像。
據瞭解,最古老的琥珀包裹體可以追溯到2.3億年前的三疊紀時期。然而伯吉斯頁巖狀礦床可以追溯到5.2億年前的寒武紀早期。這些泥巖沉積物還可以將軟組織保存為碳膜--最常見的是腸道,但在極少數情況下可以發現神經系統的部分印記。
通常情況下,伯吉斯頁巖類型的化石被認為是在動物被埋在泥土中時產生的,泥土慢慢變成瞭一種固體碳酸鐵礦物--菱鐵礦。這保存瞭整個身體,從而為科學傢們帶來瞭許多詳細、著名的三葉蟲和馬蹄蟹化石。
新發現的標本是一種名為Euproops danae的馬蹄蟹。它像往常一樣被菱鐵礦包裹,但在這個故事中,還有另一種礦物起瞭作用,這種礦物使得它的大腦呈現出鮮明的白色形狀,這跟棕色巖石形成瞭鮮明的對比。
“在我們的化石中,Euproops的大腦是由一種叫做高嶺石的白色粘土礦物復制,”該研究的論文合著者John Paterson指出,“這種礦物鑄件是在大腦腐爛很久之後在大腦留下的空隙中形成。如果沒有這種明顯的白色礦物,我們可能永遠也不會發現大腦。”
當研究人員將這個古老的大腦跟其現存親戚的大腦進行比較時,他們發現其基本結構在此後的數億年裡似乎沒有什麼變化。
Paterson說道:“化石的中樞神經系統跟現存的馬蹄蟹非常相似,它們的眼睛和附屬物的神經排列方式也很相似。它還顯示瞭食道通過的同樣的中央開口。考慮到這一群體在3.1億年的時間裡發生瞭大量的形態和生態多樣性,這是相當瞭不起的。”
這樣的發現可以幫助科學傢更好地理解古代動物的生物學及長期的進化過程。