Februar 21, 2024

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Ein 319 Millionen Jahre altes Gehirn wurde entdeckt. Es könnte das älteste seiner Art sein

Ein 319 Millionen Jahre altes Gehirn wurde entdeckt.  Es könnte das älteste seiner Art sein

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CNN

Ein Scan eines 319 Millionen Jahre alten versteinerten Schädels Fisch Es führte zur Entdeckung des ältesten Beispiels eines gut erhaltenen Wirbeltiergehirns und warf ein neues Licht auf die frühe Evolution von Knochenfischen.

Der fossile Schädel des ausgestorbenen Coccocephalus wildi wurde laut Forschern vor mehr als einem Jahrhundert in einer Kohlemine in England gefunden lernen Veröffentlicht in der Zeitschrift Nature am Mittwoch.

Das Fossil ist das einzige bekannte Exemplar einer Fischart, daher verwendeten Wissenschaftler der University of Michigan in den USA und der University of Birmingham im Vereinigten Königreich zerstörungsfreie Computertomographie (CT)-Scanning-Technologie, um in seinen Schädel zu schauen und sein Inneres zu untersuchen . somatische Struktur.

Dabei kam eine Überraschung. Das CT-Bild zeigte einen „nicht identifizierten Punkt“, heißt es in einer Pressemitteilung der University of Michigan.

Das ausgeprägte dreidimensionale Objekt hatte eine klar definierte Struktur mit Merkmalen, die in Wirbeltiergehirnen zu finden sind: Es war bilateral symmetrisch, enthielt Hohlräume, die im Aussehen Ventrikeln ähnelten, und hatte ausgedehnte Filamente, die Hirnnerven ähnelten.

„Dies ist ein aufregendes und unerwartetes Ergebnis“, sagte der Co-Autor der Studie, Sam Giles, ein Wirbeltierpaläontologe und leitender wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität von Birmingham, am Donnerstag gegenüber CNN und fügte hinzu, dass sie „keine Ahnung“ hatten, dass sich darin ein Gehirn befand, als sie sich entschieden den Schädel zu studieren.

„Es war so unerwartet, dass wir eine Weile brauchten, um zu bestätigen, dass es sich tatsächlich um ein Gehirn handelt. Abgesehen davon, dass es sich nur um eine vorsorgliche Kuriosität handelt, hat die Anatomie des Gehirns in diesem Fossil große Auswirkungen auf unser Verständnis der Gehirnentwicklung bei Fischen .“

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C. wildi war ein früher Rochenflossenfisch – der ein Rückgrat und Flossen hatte, die von knöchernen Stäbchen namens „Rochen“ getragen wurden –, von denen angenommen wird, dass er 6 bis 8 Zoll lang war, in Flussmündungen schwamm und kleine Wassertiere und Wasserinsekten aß laut den Forschern.

Laut der Studie weisen die Gehirne lebender Strahlenflossenfische strukturelle Merkmale auf, die bei anderen Wirbeltieren nicht zu finden sind, insbesondere das Vorderhirn, das aus nach außen gefaltetem Nervengewebe besteht. Bei anderen Wirbeltieren faltet sich dieses Nervengewebe nach innen.

C. wildi fehlt diese Eigenschaft von Rochenflossenfischen, mit einer Konfiguration eines Teils des Vorderhirns, der als „distales Gehirn“ bezeichnet wird und anderen Wirbeltieren wie Amphibien, Vögeln, Reptilien und Säugetieren sehr ähnlich ist, so die Studienautoren .

Die Gehirnstruktur im Vorderhirn von C. wildi ähnelt eher der anderer Wirbeltiere, nicht der anderer Strahlenflossenfische, sagten die Studienautoren.

„Dies weist darauf hin, dass die bei lebenden Strahlenflossenfischen beobachtete distale Gehirnbildung viel später als bisher angenommen entstanden sein muss“, sagte der Hauptautor der Studie, Rodrigo Tinoco Figueroa, Doktorand am Museum für Paläontologie der Universität von Michigan.

„Unser Wissen über die Evolution des Gehirns von Wirbeltieren ist größtenteils auf das beschränkt, was wir von lebenden Organismen wissen“, fügte er hinzu, aber „dieses Fossil hilft uns, wichtige Wissenslücken zu schließen, die nur aus außergewöhnlichen Fossilien wie diesem gewonnen werden können.“

Im Gegensatz zu harten Knochen und Zähnen finden Wissenschaftler den Forschern zufolge selten Gehirngewebe – das weich ist – in Wirbeltierfossilien erhalten.

Die Studie stellte jedoch fest, dass das Gehirn von C. wildi „außergewöhnlich“ gesund war. Obwohl bis zu 500 Millionen Jahre alte Gehirne von Wirbellosen gefunden wurden, sind sie alle abgeflacht, sagte Giles und fügte hinzu, dass dieses Wirbeltiergehirn „das älteste dreidimensionale fossile Gehirn von allem ist, was wir kennen“.

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Der Schädel wurde in Specksteinschichten gefunden. Laut Figueroa spielen eine niedrige Sauerstoffkonzentration, eine schnelle Bestattung durch feinkörniges Sediment und ein äußerst kompakter und schützender konischer Schädel eine Schlüsselrolle bei der Erhaltung des Fischgehirns.

Das Großhirn schuf eine mikrochemische Umgebung um das geschlossene Gehirn herum, die dazu beigetragen hätte, seine Weichteile durch ein dichtes Mineral zu ersetzen, das die feinen Details der dreidimensionalen Strukturen des Gehirns bewahrt.

„Die nächsten Schritte bestehen darin, genau herauszufinden, wie so empfindliche Merkmale wie das Gehirn über Hunderte von Millionen Jahren erhalten bleiben konnten, und nach weiteren Fossilien zu suchen, die das Gehirn erhalten“, sagte Giles.