Das älteste Herz der Welt, konserviert in einem 380 Millionen Jahre alten Panzerfisch

Das älteste Herz der Welt, konserviert in einem 380 Millionen Jahre alten Panzerfisch

Forscher haben ein 380 Millionen Jahre altes Herz entdeckt, das älteste, das jemals gefunden wurde, zusammen mit einem separaten versteinerten Magen, Darm und einer Leber in einem uralten Kieferfisch, was ein neues Licht auf die Evolution unseres eigenen Körpers wirft. Bildnachweis: Alice Clement/Curtin University

Ein Team australischer Wissenschaftler hat das älteste Herz der Welt entdeckt, Teil der versteinerten Überreste eines gepanzerten Fisches, der vor etwa 380 Millionen Jahren starb. Der Fisch hatte auch einen versteinerten Magen, eine Leber und einen Darm. Alle Organe wurden als ähnliche Organe in der modernen Hai-Anatomie angeordnet, laut einem kürzlich in der Zeitschrift Science veröffentlichten Artikel.

Wie wir bereits berichtet haben, sind die meisten Fossilien Knochen, Muscheln, Zähne und andere Formen von „hartem“ Gewebe, aber gelegentlich werden Fossilien entdeckt, die Weichgewebe wie Haut, Muskeln, Organe oder sogar den gelegentlichen Augapfel erhalten. Dies kann Wissenschaftlern viel über Aspekte der Biologie, Ökologie und Evolution von Organismen verraten, die so alt sind, dass Skelette allein sie nicht vermitteln können.

Anfang dieses Jahres erstellten Forscher beispielsweise ein hochdetailliertes 3D-Modell eines 365 Millionen Jahre alten Ammonitenfossils aus der Jurazeit, indem sie fortschrittliche Bildgebungstechniken kombinierten und innere Muskeln enthüllten, die noch nie zuvor beobachtet worden waren. . Unter anderem beobachteten die Forscher Muskelpaare, die sich vom Körper des Ammoniten aus erstreckten, von denen sie annehmen, dass das Tier sich früher weiter in seine Schale zurückzog, um Raubtieren auszuweichen.

Und im vergangenen Monat beschrieben britische Forscher ihre Experimente, bei denen Kadaver von toten Wolfsbarschen überwacht wurden, während sie im Laufe von 70 Tagen verrotteten, um Einblicke zu gewinnen, wie (und warum) das Weichgewebe innerer Organe selektiv im Fossilienbestand erhalten werden kann. Weichgewebe kann sich am besten in Gestein verwandeln, wenn es durch ein Mineral namens Calciumphosphat (manchmal auch Apatit genannt) ersetzt wird. Insbesondere die Muskeln, der Magen und der Darm neigen viel häufiger zur „Phosphatierung“ als andere Organe wie die Nieren und die Keimdrüsen. Die Autoren kamen zu dem Schluss, dass der Phosphorgehalt eines bestimmten Organgewebes zu dieser ungewöhnlichen Selektionsverzerrung beiträgt, durch die Weichteile im Fossilienbestand erhalten bleiben.

Das Arthrodire-Placoderm-Fossil aus der Gogo-Formation in Australien, wo der 380 Millionen Jahre alte mineralisierte Kern entdeckt wurde.
Vergrößern / Das Arthrodire-Placoderm-Fossil aus der Gogo-Formation in Australien, wo der 380 Millionen Jahre alte mineralisierte Kern entdeckt wurde.

Yasmine Phillips/Curtin University

Die in diesem neuesten Artikel untersuchten versteinerten Exemplare wurden aus der Gogo-Formation in Westaustralien gesammelt, die einst ein Riff war und reich an außergewöhnlich gut erhaltenen devonischen Fossilien ist, wie z. B. der Klasse der gepanzerten prähistorischen Fische, die als Placoderms bekannt sind. Diese Erhaltung umfasst Weichgewebe, einschließlich Nerven. Im Jahr 2005 entdeckten Paläontologen sogar eine neue Art von Placoderm namens Materfische (“Mutterfisch”), mit einem noch durch eine Nabelschnur befestigten Embryo, ein Beweis dafür, dass zumindest einige Arten von gepanzerten Fischen gut entwickelte lebende Junge geboren haben.

Laut den Autoren dieses neuesten Artikels gehörten Placoderms zu den ersten Wirbeltieren mit Kiefer, deren Evolution signifikante Veränderungen in der Skelettstruktur und der weichen Anatomie beinhaltete. Da die Erhaltung von Weichgewebe im Fossilienbestand so selten ist, könnten Proben, die aus der Gogo-Formation gesammelt wurden (und jetzt in den öffentlichen Sammlungen des Museum of Western Australia und des Museum of Victoria aufbewahrt werden), Hinweise darauf enthalten, wie dieser Übergang stattgefunden hat Die Kopf- und Halsregion wurde geändert, um die Kiefer aufzunehmen.

Rekonstruktion eines devonischen Arthrodire-Placoderms.
Vergrößern / Rekonstruktion eines devonischen Arthrodire-Placoderms.

Trinajstic et al., 2022

„Das wirklich Außergewöhnliche an Gogo-Fischen ist, dass ihr Weichgewebe in drei Dimensionen erhalten bleibt“, sagte Co-Autor Per Ahlberg von der Universität Uppsala. „Die meisten Fälle von Weichgewebekonservierung sind abgeflachte Fossilien, bei denen die weiche Anatomie klein ist.“ mehr als ein Fleck auf dem Felsen. Wir haben auch das große Glück, dass moderne Scantechniken es uns ermöglichen, diese zerbrechlichen Weichteile zu untersuchen, ohne sie zu zerstören. Vor ein paar Jahrzehnten wäre das Projekt unmöglich gewesen.”

Paläontologen sammelten die Proben, indem sie Kalksteinkonkretionen auf dem Feld spalteten und die Bruchstücke dann für den Transport zusammenklebten. Die Forscher konnten die intakten Proben mit Neutronen- und Synchrotronstrahlung scannen. Anschließend konstruierten sie 3D-Bilder der darin konservierten Weichteile basierend auf der unterschiedlichen Dichte der von den Bakterien abgelagerten Mineralien und der umgebenden Gesteinsmatrix.

Künstlerische Darstellung des heute ausgestorbenen Panzerfisches, zu dem das 380 Millionen Jahre alte Herz gehörte.
Vergrößern / Künstlerische Darstellung des heute ausgestorbenen Panzerfisches, zu dem das 380 Millionen Jahre alte Herz gehörte.

Curtin-Universität

Das Ergebnis: das erste 3D-Modell eines komplexen, flachen, S-förmigen Herzens mit zwei getrennten Kammern. Das Team machte auch Bilder eines dickwandigen Magens mit intaktem Darm und einer vom Herzen getrennten Leber; Sie bemerkten auch das Fehlen von Lungen. Die versteinerte Leber war ziemlich groß und half wahrscheinlich, den Fisch über Wasser zu halten, so die Autoren. Es ist das erste Mal, dass Wissenschaftler die Anordnung der Organe im Inneren eines frühen Kieferfisches sehen konnten.

„Als Paläontologin, die seit mehr als 20 Jahren Fossilien studiert, war ich sehr überrascht, ein wunderschön erhaltenes 3D-Herz in einem 380 Millionen Jahre alten Vorfahren zu finden“, sagte Co-Autorin Kate Trinajstic, eine Wirbeltierpaläontologin an der Curtin University . . „Evolution wird oft als eine Reihe kleiner Schritte betrachtet, aber diese alten Fossilien deuten darauf hin, dass es einen größeren Sprung zwischen kieferlosen und kieferlosen Wirbeltieren gab. Diese Fische haben buchstäblich ihr Herz im Maul und unter den Kiemen, genau wie die heutigen Haie.”

DOI: Science, 2022. 10.1126/science.abf3289 (Über DOIs).

Angebotsbild von Yasmine Phillips/Curtin University

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