كشفت جمجمة سمكة متحجرة عمرها 319 مليون عام تم مسحها بالأشعة المقطعية، استخرجت من منجم فحم في إنجلترا منذ أكثر من قرن، عن أقدم مثال على دماغ فقاري محفوظ جيدا.

ووجدت عمليات المسح أن جمجمة المخلوق تحتوي على دماغ وأعصاب في الجزء الخلفي من الدماغ.

ويعتقد العلماء من جامعة برمنغهام وجامعة ميشيغان أن هذا الاكتشاف يفتح نافذة على تكوين الدماغ والجهاز العصبي، والتطور المبكر لمجموعة رئيسية من الأسماك موجودة على قيد الحياة اليوم، هي الأسماك الشعاعية الزعانف.

ويفترض العلماء أن النتائج تلقي ضوءًا جديدًا على كيفية الحفاظ على الأجزاء اللينة في أحافير الحيوانات ذات العمود الفقري.

وقال كبير المؤلفين، الدكتور سام جايلز من جامعة برمنغهام: "هذا الاكتشاف غير المتوقع لدماغ فقاري محفوظ ثلاثي الأبعاد يعطينا فكرة مذهلة عن التشريح العصبي للأسماك الشعاعية الزعانف. إنه يخبرنا بنمط أكثر تعقيدًا لتطور الدماغ مما تقترحه الأنواع الحية وحدها، ما يسمح لنا بتحديد أفضل لكيفية ووقت تطور الأسماك العظمية في الوقت الحاضر".

وينتمي الدماغ الممسوح بالأشعة المقطعية الذي تم تحليله من أجل الدراسة الجديدة إلى سمك Coccocephalus wildi، وهي سمكة مبكرة ذات زعانف شعاعية سبحت في مصب النهر ومن المحتمل أنها كانت تتغذى على القشريات الصغيرة والحشرات المائية ورأسيات القدم، وهي مجموعة تضم اليوم الحبار والأخطبوط. والأسماك شعاعية الزعانف لها عمود فقري وزعانف مدعومة بقضبان عظمية تسمى الأشعة.

وأضاف الدكتور جايلز: "أظهرت المقارنات مع الأسماك الحية أن دماغ Coccocephalus wildi يشبه إلى حد كبير أدمغة سمك الحفش والسمك المجدافي التي غالبا ما توصف بالأسماك البدائية لأنها تباعدت عن جميع الأسماك الحية الأخرى ذات الزعانف الشعاعية منذ أكثر من 300 مليون سنة".

وفي حين أن الأنسجة الرخوة مثل الدماغ تتحلل بشكل طبيعي بسرعة، ولكن عندما ماتت هذه السمكة، تم استبدال الأنسجة الرخوة لدماغها وأعصابها القحفية أثناء عملية التحجر بمعدن كثيف يحفظ، بتفاصيل رائعة، البنية الثلاثية الأبعاد للأنسجة الرخوة.

وعلق المؤلف الرئيسي رودريغو فيغيروا، وهو أيضا من جامعة ميشيغان، قائلا: "لا تُوضح لنا هذه الأحفورة الصغيرة أقدم مثال على الدماغ الفقاري المتحجر فحسب، بل تُظهر أيضا أن الكثير مما فكرنا به حول تطور الدماغ بين الأنواع الحية وحدها سيحتاج إلى إعادة صياغة".

وقال كبير المؤلفين مات فريدمان، من جامعة ميشيغان: "الاستنتاج المهم هو أنه يمكن الحفاظ على هذه الأنواع من الأجزاء اللينة، وقد تكون محفوظة في الأحافير التي نملكها منذ فترة طويلة، فهذه أحفورة معروفة، على سبيل المثال، منذ أكثر من 100 عام".

ووفقا للورقة البحثية المنشورة في مجلة Nature، فإن هذه الحفرية من إنجلترا هي العينة الوحيدة المعروفة من نوعها، لذلك كان على العلماء استخدام التقنيات التي لا تدمرها فقط.

كما يشار إلى أن أحفورة الجمجمة مُعارة إلى جامعة ميشيغان من متحف مانشستر.

وتم استخراجها من سطح منجم فحم Mountain Fourfoot في لانكشاير، وتم الكشف عن هذا الاكتشاف علميا لأول مرة في عام 1925.

ويعتقد العلماء أن طول Coccocephalus wildi كان من ست إلى ثماني بوصات (15 إلى 20 سم). وبناء على شكل فكها، ربما كانت من الحيوانات آكلات اللحوم.

وعندما ماتت السمكة، ربما تم دفنها بسرعة في الرواسب مع وجود القليل من الأكسجين، وهي بيئة يمكن أن تبطئ تحلل أجزاء الجسم الرخوة.