Der Paläontologe Matt Friedman war überrascht, als er für ein größeres Projekt Mikro-CT-Scans testete, als er ein bemerkenswert detailliertes 319 Millionen Jahre altes Fischhirnfossil entdeckte.
“Es hatte all diese Eigenschaften und ich dachte: ‘Ist das wirklich ein Gehirn, das ich mir ansehe?'” Er sagt Friedmann von der University of Michigan.
“Also zoomte ich auf diese Region des Schädels, um einen zweiten Scan mit höherer Auflösung zu machen, und es war sehr klar, dass es genau das war, was es sein sollte. Und nur, weil es ein so eindeutiges Beispiel war, dass wir beschlossen, weiter zu gehen.”
Normalerweise stammen die einzigen verbleibenden Spuren eines solchen alten Lebens von leichter zu erhaltenden harten Teilen von Tieren, wie ihren Knochen, da weiches Gewebe schnell abgebaut wird.
Aber in diesem Fall ist ein dichtes Mineral, möglicherweise Pyrit, eingedrungen und hat Gewebe ersetzt, das wahrscheinlich länger in einer sauerstoffarmen Umgebung gelagert wurde. Dies ermöglichte es den Scans, Details der Hirnnerven und des Weichgewebes des kleinen Fisches zu enthüllen. Coccocephalus wildi.
Das antike Exemplar ist das einzige seiner Art. Obwohl es seit seiner Erstbeschreibung im Jahr 1925 in den Händen von Forschern war, blieb dieses Merkmal unter Verschluss, da Wissenschaftler keine invasiven Untersuchungsmethoden riskieren würden.
„Hier haben wir eine bemerkenswerte Erhaltung in einem Fossil gefunden, das im vergangenen Jahrhundert mehrere Male von mehreren Personen untersucht wurde“, erklärt Friedmann.
“Aber weil wir diese neuen Werkzeuge haben, um in Fossilien hineinzuschauen, enthüllt es eine andere Informationsebene.”
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Dieser prähistorische Mündungsfisch jagte wahrscheinlich Insekten, kleine Krebstiere und Kopffüßer und verfolgte sie mit Flossen, die von knöchernen Stangen, sogenannten Rochen, getragen wurden.
Rochenflossenfische, Unterklasse Actinopterygiibilden über die Hälfte aller heute lebenden Tiere mit Rückgrateinschließlich Thunfisch und Seepferdchen, z 96 Prozent aller Fische.
Diese Gruppe spaltete sich vor etwa 450 Millionen Jahren von den Lappenflossenfischen ab, von denen einige schließlich zu unseren Vorfahren wurden. C. Wildi dann nahm es seinen eigenen evolutionären Weg von den heute noch lebenden Fischgruppen vor etwa zehn Millionen Jahren.
„Die Analysen platzieren dieses Taxon außerhalb der Gruppe, die alle lebenden Arten von Rochenflossenfischen enthält“, sagt Rodrigo Figueroa, Paläontologe von der University of Michigan, und Kollegen in ihr Tagebuch schreiben.
„Details zum Aufbau des Gehirns in Coccocephalus haben daher Implikationen für Interpretationen der neuralen Morphologie während der frühen Evolutionsstadien einer wichtigen Wirbeltierlinie.”
Einige Merkmale des Gehirns wären aufgrund des Zerfalls- und Konservierungsprozesses verloren gegangen, aber das Team konnte immer noch spezifische morphologische Details unterscheiden. Dadurch konnten sie sehen, dass die Art und Weise, wie sich dieses prähistorische Vorderhirn entwickelt hat, unserer mehr ähnelte als der Rest der heute lebenden Rochenflossenfische.
„Im Gegensatz zu allen lebenden Strahlenflossenfischen ist das Gehirn von Coccocephalus faltet sich nach innen“ Anmerkungen Friedmann. „Dieses Fossil erfasst also eine Zeit, bevor sich dieses charakteristische Merkmal des Gehirns von Rochenflossenfischen entwickelt hat. Dies gibt uns einige Einschränkungen hinsichtlich der Entwicklung dieses Merkmals – etwas, das wir vor den neuen Daten nicht gut verstanden haben Coccocephalus.”
Diese Einfaltung wird als evaginiertes Vorderhirn bezeichnet: Wie bei uns umschließen die beiden Gehirnhälften am Ende einen leeren Raum wie ein “c”, und sein Spiegelbild verschmilzt. Im Vergleich dazu haben die umgestülpten vorderen Gehirne, die bei noch lebenden Rochenflossenfischen zu sehen sind, stattdessen zwei geschwollene Lappen mit nur einem schmalen Spalt zwischen ihnen.
Die Forscher sind bestrebt, andere Fischfossilien in den Sammlungen des Museums zu scannen, um zu sehen, welche anderen Anzeichen von Weichgewebe sich darin verstecken könnten.
“Eine wichtige Schlussfolgerung ist, dass diese Art von Weichteilen erhalten werden kann und in Fossilien erhalten werden kann, die wir seit langem haben. Dies ist ein Fossil, das seit über 100 Jahren bekannt ist.” Er sagt Friedmann.
„Deshalb ist die Konservierung physischer Exemplare so wichtig. Denn wer weiß, was die Menschen in 100 Jahren mit den Fossilien in unseren Sammlungen machen könnten.“
Diese Studie wurde veröffentlicht in Natur.
