Er is een 319 miljoen jaar oud brein ontdekt. Het is misschien wel de oudste in zijn soort

Meld u aan voor de Wonder Theory-wetenschapsnieuwsbrief van CNN. Verken het universum Met nieuws over verbazingwekkende ontdekkingen, wetenschappelijke vorderingen en meer.

CNN
–

Een scan van een 319 miljoen jaar oude gefossiliseerde schedel vis Het leidde tot de ontdekking van het oudste voorbeeld van een goed bewaard gebleven brein van gewervelde dieren, wat een nieuw licht wierp op de vroege evolutie van beenvissen.

De fossiele schedel van de uitgestorven Coccocephalus wildi werd meer dan een eeuw geleden gevonden in een kolenmijn in Engeland, aldus onderzoekers van studie Dat staat woensdag in het tijdschrift Nature.

Het fossiel is het enige bekende exemplaar van een vissoort, dus wetenschappers van de Universiteit van Michigan in de VS en de Universiteit van Birmingham in het VK gebruikten niet-destructieve computertomografie (CT) scantechnologie om in zijn schedel te kijken en de binnenkant te onderzoeken . somatische structuur.

Toen dat gebeurde, kwam er een verrassing. Het CT-beeld toonde een “niet-geïdentificeerd punt”, aldus een persbericht van de Universiteit van Michigan.

Het onderscheidende driedimensionale object had een duidelijk gedefinieerde structuur met kenmerken die in de hersenen van gewervelde dieren voorkomen: het was bilateraal symmetrisch, bevatte holle ruimtes die qua uiterlijk leken op ventrikels en had verlengde filamenten die op hersenzenuwen leken.

“Dit is een opwindende en onverwachte bevinding”, vertelde co-auteur Sam Giles, een paleontoloog van gewervelde dieren en senior onderzoeker aan de Universiteit van Birmingham, donderdag aan CNN, eraan toevoegend dat ze “geen idee” hadden dat er een brein in zat toen ze besloot de schedel te bestuderen.

“Het was zo onverwacht dat het even duurde voordat we konden bevestigen dat het inderdaad hersenen waren. Afgezien van het feit dat het slechts een curiosum uit voorzorg is, heeft de anatomie van de hersenen in dit fossiel grote implicaties voor ons begrip van de hersenontwikkeling bij vissen.” .”

C. wildi was een vroege vis met straalvin – die een ruggengraat en vinnen had die werden ondersteund door benige staven die “stralen” worden genoemd – waarvan wordt aangenomen dat hij 15 tot 20 cm lang was, in estuaria zwom en kleine waterdieren en waterinsecten at aldus de onderzoekers.

De hersenen van levende vissen met straalvinnen vertonen structurele kenmerken die niet worden waargenomen bij andere gewervelde dieren, met name de voorhersenen, die volgens het onderzoek uit zenuwweefsel bestaan ​​dat naar buiten vouwt. Bij andere gewervelde dieren vouwt dit zenuwweefsel naar binnen.

C. wildi mist dit kenmerk van vissen met straalvinnen, met een configuratie van een deel van de voorhersenen die de “distale hersenen” worden genoemd en die sterk lijkt op andere gewervelde dieren, zoals amfibieën, vogels, reptielen en zoogdieren, volgens de auteurs van het onderzoek .

“Dit suggereert dat distale hersenvorming die wordt waargenomen bij levende vissen met straalvinnen veel later moet zijn ontstaan ​​dan eerder werd gedacht”, zegt hoofdonderzoeksauteur Rodrigo Tinoco Figueroa, een doctoraatsstudent aan het Museum of Paleontology van de Universiteit van Michigan.

Hij voegde eraan toe dat “onze kennis van de evolutie van gewervelde hersenen grotendeels beperkt is tot wat we weten van levende organismen”, maar “dit fossiel helpt ons belangrijke hiaten in de kennis op te vullen, die alleen kunnen worden afgeleid uit uitzonderlijke fossielen zoals deze.”

In tegenstelling tot harde botten en tanden, vinden wetenschappers volgens de onderzoekers zelden hersenweefsel – dat zacht is – bewaard in fossielen van gewervelde dieren.

De studie merkte echter op dat de hersenen van C. wildi “uitzonderlijk” gezond waren. Hoewel ongewervelde hersenen tot 500 miljoen jaar oud zijn gevonden, zijn ze allemaal afgeplat, zei Giles, eraan toevoegend dat dit gewervelde brein “het oudste driedimensionale fossiele brein is van alles wat we kennen.”

De schedel werd gevonden in lagen speksteen. Lage zuurstofconcentratie, snelle begraving door fijnkorrelig sediment en een zeer compacte en beschermende conische schedel spelen volgens Figueroa allemaal een sleutelrol bij het behoud van de hersenen van de vis.

De grote hersenen creëerden een delicate chemische omgeving rond de gesloten hersenen die zou hebben geholpen om de zachte weefsels te vervangen door een dicht mineraal dat de fijne details van de driedimensionale hersenstructuren behoudt.

“De volgende stappen zijn om erachter te komen hoe zulke delicate kenmerken als de hersenen honderden miljoenen jaren bewaard konden blijven, en om meer fossielen te zoeken die de hersenen behouden”, zei Giles.