ค้นพบ ฟอสซิล สมองอายุ 500 ล้านปี จากนักล่าบรรพกาล

ค้นพบฟอสซิลสมองอายุ 500 ล้านปี จากนักล่าบรรพกาล

ค้นพบ ฟอสซิล สมองอายุ 500 ล้านปี จากนักล่าบรรพกาล

ฟอสซิล จำนวน 15 ชิ้นที่เพิ่งถูกค้นพบในกรีนแลนด์เมื่อเร็วๆ นี้ ได้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเข้าถึงยังสมองของสัตว์ที่เคยมีชีวิตอยู่เมื่อ 520 ล้านปีมาแล้วได้

เจ้าสัตว์ที่สูญพันธุ์ไปแล้วตัวนี้มีนามว่า Kerygmachela kierkegaardi มันแหวกว่ายอยู่ในน่านน้ำเปิดยุคแคมเบรียน ยุคสมัยที่สิ่งมีชีวิตต่างๆ อุบัติขึ้นมาพร้อมกันบนโลกหรือที่เรียกว่า Cambrian explosion ร่างกายของมันประกอบด้วยปีกเล็กๆ จำนวน 11 ปีกตลอดความยาวลำตัวของแต่ละด้าน นักล่าจากยุคบรรพกาลนี้มีหางยาว หัวกลม พร้อมกลับหนวดรูปร่างประหลาดซึ่งหันไปด้านหน้า รายงานจาก Jakob Vinther นักบรรพชีวินวิทยาชาวสหราชอาณาจักร

ฟอสซิลก่อนหน้านี้ของเจ้าสิ่งมีชีวิตดังกล่าวที่เคยถูกค้นพบขนาด 1 – 10 นิ้ว ได้รับความเสียหายจากสภาพอากาศอันเลวร้าย แต่สำหรับฟอสซิลชิ้นล่าสุดที่เพิ่งถูกค้นพบนี้ ถือได้ว่ามีความสมบูรณ์มาก ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อมูลใหม่ๆ เกี่ยวกับวิวัฒนาการของสมองและระบบประสาทในสัตว์จำพวก panarthropods วงศ์สัตว์ชนิดหนึ่งที่รวมเอาหมีน้ำ สิ่งมีชีวิตเล็กจิ๋วในปัจจุบันอยู่ด้วย นอกจากนั้นยังรวมไปถึง หนอนกำมะหยี่ และอาร์โธพอดจำพวกครัสเตเชียน (กุ้ง กั้ง ปู) และแมลง เช่นกัน

ฟอสซิลของ Kerygmachela ที่พบในกรีนแลนด์
ภาพถ่ายโดย Tae Yoon Park

การศึกษาครั้งนี้นำทีมโดย Vinther และ Tae-Yoon Park จากสถาบันวิจัย Korea Polar รายงานการค้นพบดังกล่าวถูกเผยแพร่ลงในวารสาร Nature Communications เมื่อวันที่ 9 มีนาคม 2018

ผลการศึกษาออกมาขัดแย้งกับการศึกษาก่อนหน้านี้ ทีมนักวิจัยพบว่าด้วยหลักฐานใหม่แสดงให้เห็นว่าบรรพบรุษของ panarthropods ทั้งหลาย ไม่ได้มีสมองที่ซับซ้อนซึ่งแบ่งออกเป็นสามส่วนแต่อย่างใด และไม่ได้ใกล้เคียงกับสัตว์มีกระดูกสันหลัง หรือไม่มีกระดูกสันหลังอื่น (โดยทั่วไปแล้วจะแบ่งสมองออกเป็นสมองส่วนหน้า (forebrain หรือ prosencephalon)  สมองส่วนกลาง (midbrain หรือ mesencephalon) และสมองส่วนท้าย (hind brain หรือ rhombencephalon)

ร่องรอยของระบบประสาทที่ยังคงตรวจสอบได้ ผลการค้นพบล่าสุดชี้ว่าบรรพบรุษของ panarthropods ไม่ได้มีสมองที่ซับซ้อน
ภาพถ่ายโดย Tae Yoon Park

ในอาร์โธพอดปัจจุบัน เช่นแมงมุม เริ่มต้นพัฒนาระบบประสาท (ปมประสาท) ของพวกมันจากเซลล์ประสาทเพียงเซลล์เดียวที่อยู่เหนือลำไส้ พวกมันมีสมองหรือปมประสาทสองส่วน คืออยู่ข้างและอยู่ใต้ลำไส้ ต่อมาเซลล์ประสาทเหล่านี้จะถูกดันขึ้นและหลอมรวมกับระบบประสาทส่วนแรกในระหว่างการพัฒนาตัวอ่อนภายในไข่ และกลายมาเป็นปมประสาทที่ซับซ้อนในที่สุด

นักวิทยาศาสตร์สามารถตามรอยโครงสร้างลักษณะนี้ไปได้ถึงในฟอสซิลดึกดำบรรพ์ สำหรับเจ้า Kerygmachela นั้นมีสมองเพียงส่วนเดียว โดยหลงเหลือปรากฏเพียงแผ่นฟิล์มคาร์บอนบางๆ เท่านั้น ซึ่งเชื่อกันว่าในหมีน้ำหรือทาร์ดิเกรด สัตว์เล็กจิ๋วที่ทนทานต่อทุกสภาพแวดล้อมเองก็มีสมองเพียงส่วนเดียวที่คล้ายคลึงกันกับ Karygmachela และเช่นเดียวกันกับ หนอนกำมะหยี่ สัตว์ลำตัวอ่อนนุ่ม นักล่าผู้ซุ่มโจมตีเหยื่อในเวลากลางคืนนี้ก็ปราศจากสมองสามส่วนเช่นอาร์โธพอดอื่นๆ รุ่นใหม่ ฉะนั้นแล้วจึงสมเหตุสมผลที่จะตั้งสมมุติฐานว่าบรรพบรุษของพวกมันก็มีสมองที่ไม่ซับซ้อนเช่นกัน ซึ่งแตกต่างจากสัตว์มีกระดูกสันหลังและ panarthropods ที่มีสมองสามส่วนอันซับซ้อน

แต่ไม่ใช่ว่านักวิทยาศาสตร์ทุกคนจะเชื่อในสมมุติฐานนี้ Nicholas Strausfeld นักประสาทวิทยาจากมหาวิทยาลัยอริโซนา เชื่อว่าหมีน้ำอาจไม่ได้พัฒนาสมองให้มีหลายส่วนขึ้นมา “ต้องระวังมากถ้าจะบอกว่าสมองของ Kerygmachela นั้นคล้ายกับสมองของทาร์ดิเกรด” Strausfeld เตือน “เพราะมันอาจไม่เป็นเช่นนั้น” ทาร์ดิเกรดอาจปราศจากสมองที่ซับซ้อนก็จริง แต่พวกมันมีระบบประสาทเป็นเครือข่ายรอบปากของมัน

ด้าน Vinther เองกล่าวว่ามุมมองของ Strausfeld นั้นน่าสนใจ แต่ไม่ว่าข้อเท็จจริงจะเป็นอย่างไรก็ตามทั้งหมดชี้ให้เห็นว่าระบบประสาทของบรรพบรุษสิ่งมีชีวิตนั้นเป็นอะไรที่เรียบง่าย และด้วยวิวัฒนาการจึงพัฒนาต่อมาเป็นระบบสมอง และนำไปสู่ฟังก์ชั่นอื่นๆ ตามมาดังที่เราเองก็พบเห็นกันไม่ว่าจะเป็น ดวงตา สมองอันซับซ้อน และอื่นๆ อีกมากมาย

เรื่อง Andrew Urevig

ภาพกราฟฟิกของ Kerygmachela kierkegaardi นักล่าแห่งมหาสมุทรเมื่อ 520 ล้านปีก่อน
ผลงานโดย Rebecca Gelernter, Nearbirdstudios

 

อ่านเพิ่มเติม

หลักฐานฟอสซิลเผยปริศนาการทวีชนิดพันธุ์สัตว์ยุคแคมเบรียน

เรื่องแนะนำ

การฝึกวาฬและโลมาเพื่อการทหาร มีวิธีการอย่างไร และใคร “ใช้งาน” บ้าง

โลมาปากขวดที่ชื่อว่า เค-ด็อก กระโดดโผล่ขึ้นจากน้ำระหว่างการฝึกของกองทัพเรือสหรัฐฯ ที่อ่าวเปอร์เซีย ภาพถ่ายโดย พันจ่าเอก BRIAN AHO แห่งกองทัพเรือสหรัฐฯ แม้โลกจะมีเทคโนโลยีล้ำสมัย แต่ก็ไม่มีอะไรเหนือกว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยน้ำนมทางทะเล (Marine mammals) ที่มีความสามารถในการค้นหาสิ่งของในโลกใต้ทะเล เช่น วาฬ โลมา หรือสิงโตทะเลได้อีกแล้ว หลังจากมีข่าวว่าชาวประมงประเทศนอร์เวย์พบวาฬเบลูกาเข้ามาใกล้เรือ และติดตั้งอปุกรณ์ที่ดูเหมือนเป็นกล้องบันทึกภาพ ซึ่งภายหลังพบว่าเป็น “อุปกรณ์ที่มาจากเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก” โดยผู้เชี่ยวชาญทางทะเลให้ความเห็นว่า วาฬตัวนั้นเป็นส่วนหนึ่งของโครงการการฝึกทางทหาร ที่ใช้สัตว์จำพวก วาฬ (cataceans) เพื่อการทำภารกิจต่างๆ อาจดูเป็นเรื่องประหลาด แต่ก็ไม่ได้เป็นเรื่องที่เราไม่เคยได้ยินมาก่อน เมื่อปี 2017 สถานีโทรทัศน์รัฐบาลของประเทศรัสเซียได้รายงานว่า รัสเซียกำลังทดลองใช้วาฬเบลูกา โลมาปากขวด (Bottlenose dolphin) และแมวน้ำหลายชนิด เพื่อลาดตระเวนบริเวณทางเข้าฐานทัพเรือ ช่วยเหลือนักดำน้ำ หรือแม้กระทั่งสังหารคนแปลกหน้าที่บุกรุกดินแดน การใช้สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทางทะเลเพื่อจุดประสงค์ทางการทหารไม่ถือเป็นข้อห้ามในประเทศรัสเซีย นอกจากนี้ กองทัพเรือสหรัฐอเมริกาดำเนินโครงการในลักษณะเดียวกันตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1960 สัตว์เหล่านี้มีความสามารถตรวจจับและค้นหาเป้าหมายในน้ำลึกและดำมืด ซึ่งยังไม่มีเทคโนโลยีใดเทียบเคียงความสามารถของพวกมันได้ กองทัพเรือสหรัฐฯ ได้ฝึกสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมทางทะเล ซึ่งรวมไปถึงสิงโตทะเลแคลิฟอร์เนียและโลมาปากขวด เพื่อค้นหาและกู้คืนวัตถุที่สูญหายไปในท้องทะเล รวมถึงระบุตัวผู้บุกรุกที่พยายามว่ายน้ำเข้ามาในเขตหวงห้าม นอกจากนี้ กองทัพเรือสหรัฐฯ ได้ใช้งานบรรดาโลมาเพื่อตรวจจับทุ่นระเบิดทั้งที่ฝังอยู่บนพื้นทะเล ลอยอยู่บนน้ำ […]