Fosilleşmiş sinirlerin ayrı ayrı görülebileceği kadar iyi korunmuş 520 milyon yıllık sinir sistemi, şu ana kadar bulunanlar içerisinde, en eski, bütüne en yakın ve en detaylı örnek. Çin’in güneyinde bulunan fosil o kadar iyi korunmuş ki, fosilleşmiş yumuşak dokular bulmak her ne kadar zor olsa da, sinirlerin ayrı ayrı incelenmesi mümkün olabiliyor. Proceedings of the National Academy of Sciences’da yayımlanan bulgular, araştırmacıların eklembacaklıların sinir sisteminin nasıl evrim geçirdiğini anlamalarına yardımcı oluyor.
Birleşik Krallık, Çin ve Almanya’nın ortak çalışmasıyla ortaya çıkarılan fosil, Chengjiangocaris kunmingensis adını taşıyan kabuklu bir deniz canlısına ait. Kambriyum “patlaması” olarak anılan, evrim hızının arttığı, birçok ana hayvan grubunun fosil kayıtlarında ortaya çıkmaya başladığı yaklaşık yarım milyar yıl önceki dönemde yaşamış. C. kunmingensis, taksonomik sınıflandırmada “fuxianhuiid” adı verilen hayvan grubundan. Aynı zamanda günümüz eklembacaklılarının, yani içinde böceklerin, örümceklerin ve denizkabuklularının bulunduğu geniş bir grubun ilk ataları arasında.
“İlk ataların sinir sistemlerine bambaşka bir bakış bu” diyor çalışmanın yardımcı yazarlarından, Cambridge Üniversitesi Zooloji Bölümü üyesi Dr. Javier Ortega-Hernàndez.
Geride bıraktığımız beş yılda araştırmacılar, bu döneme ait kısmen fosilleşmiş, farklı türlere ait sinir sistemlerini adlandırdılar. Ancak bu fosiller çoğunlukla hayvanların beyinlerine aitti. Örneklerin çoğunda da, yalnızca beynin genel profilini çıkarmaya yetecek kadar detay gözlemlenebiliyordu. Dolayısıyla bu bulguların incelenmesiyle elde edilebilecek bilgiler nispeten kısıtlıydı.
C. kunmingensis, geniş, neredeyse kalp şeklindeki zırhlı kafası, uzun vücudu ve değişen boyutlardaki bacaklarıyla bir tür denizkabuklusuna benziyordu. Araştırmacılar fosili dikkatlice, kimi zaman etrafındaki kayayı ince bir iğneyle aşındırarak, incelemeye hazır hale getirdiklerinde, vücudunun yalnızca sert kısımlarını değil, aynı zamanda yumuşak dokularını da inceleme imkânı buldular.
Elimizde bulunan fosillerin çoğunluğu kemiklere ya da organizmaların diş ya da dış iskelet gibi daha sert kısımlarına ait. Sinir sistemi ve yumuşak dokular daha ziyade yağ benzeri maddelerden oluştuklarından, bunların fosil halde bulunabilmesi oldukça ender rastlanan bir durum. Bu çalışmayı gerçekleştiren biliminsanları, fosilleşmiş bir merkezi sinir sistemini ilk kez 2013 yılında tanımlayabildiler. Ancak yeni materyalleri onlara, bu bulguları daha derin bir biçimde inceleme ve önemlerini ortaya çıkarma imkânı da sunuyor.
Merkezi sinir sistemi bütün nöral ve motor aktivitelerin düzenlenmesinden sorumludur. Omurgalı canlılarda beyin ve omurilikten oluşan bu sistem, eklembacaklılarda yoğunlaşmış bir beyin bölgesinden ve biçimsel olarak bir ipliğe dizilmiş boncuklara benzeyen , zincir benzeri birbirine bağlı sinir dokularından oluşan ganglia’dan meydana gelir.
Günümüz eklembacaklılarına benzer olarak C. kunmingensis’in vücudunda da omurgalılardaki omurilikle eş görevli olan sinir kordonu bulunmaktaydı. Her bir boncuk benzeri ganglion da ayaklarının bir çiftini kontrol etmekteydi. Olağanüstü bir biçimde korunmuş bu ganglia’nın daha yakından incelenmesi, her biri milimetrenin beş binde biri uzunluğundaki incecik lifleri ortaya çıkardı. “Bu hassas lifler oldukça düzenli bir dağılım gösteriyorlardı. Bu yüzden sinir kordonunu oluşturan ganglia ile aynı maddeden oluşup oluşmadıklarını anlamaya çalıştık” diyor Ortega-Hernàndez. “Floresan mikroskopi kullanarak, bu liflerin aslında ayrı ayrı sinirler olduklarını doğrulayabildik. Karbon filmleri halinde fosilleşmiş olmalarıysa, olabildiğince çok detayı görebilmemizi sağladı.”
Ortega-Hernàndez ve meslektaşlarına göre kilit sorulardan biri, özellikle de sinir sisteminin bu kadar çok bilgiyi bünyesinde barındırdığı göz önünde bulundurulunca, bu bulgunun bize ilk hayvanların evrimiyle ilgili ne anlattığı. C. kunmingesis’in sinir sistemi üzerinde yapılan çalışmalar ilerletildikçe, priapluidler (yırtıcı deniz solucanları) ve onychophoranlar (kütükayaklılar) gibi karın sinir zincirinden çıkan, belirli aralıklarla dizilmiş sinirlere benzer bir yapı oluşturduğu gözlemlendi. Buna karşın tardigrad (su ayıları) ve günümüz eklembacaklılarında sistemden bağımsız olarak kaybedilmiş olan düzinelerce sinir, basite indirgenmenin de sinir sisteminin evriminde önemli bir rol oynadığını gösteriyor.
Çalışmanın belki de en çarpıcı çıkarımlarından biri ise C. kunmingensis’in son derece iyi korunmuş eşsiz bir sinir zincirine sahip olması. “Bu gibi fosillerden ne kadar çok bulabilirsek, sinir sisteminin ve ilk hayvanların nasıl evrildiğini o kadar iyi anlayabiliriz,” diyor Ortega-Hernàndez.
