380 Millionen Jahre altes Herz beleuchtet Evolutionsgeschichte

Forscher haben ein 380 Millionen Jahre altes Herz – das älteste, das jemals gefunden wurde – neben einem separaten versteinerten Magen, Darm und einer Leber in einem uralten Kieferfisch entdeckt, was ein neues Licht auf die Evolution unseres eigenen Körpers wirft.

Die neue Studie, die heute in veröffentlicht wurde Wissenschaftfanden heraus, dass die Position der Organe im Körper von Arthrodiren – einer ausgestorbenen Klasse von Panzerfischen, die während der devonischen Zeit von vor 419,2 Millionen Jahren bis vor 358,9 Millionen Jahren blühte – der modernen Haianatomie ähnlich ist und wichtige neue evolutionäre Hinweise liefert.

Der leitende Forscher, John Curtin Distinguished Professor Kate Trinajstic von der Curtin School of Molecular and Life Sciences und dem Western Australian Museum, sagte, die Entdeckung sei bemerkenswert, wenn man bedenke, dass Weichteile alter Arten selten konserviert würden und es noch seltener sei, eine 3D-Konservierung zu finden.

„Als Paläontologe, der seit mehr als 20 Jahren Fossilien studiert, war ich wirklich erstaunt, ein dreidimensionales und wunderschön erhaltenes Herz in einem 380 Millionen Jahre alten Vorfahren zu finden“, sagte Professor Trinajstic.

„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 Mund und unter ihren Kiemen – genau wie heutige Haie.“

Diese Forschung präsentiert das erste 3D-Modell eines komplexen S-förmigen Herzens in einem Arthrodier, das aus zwei Kammern besteht, wobei die kleinere Kammer oben sitzt.

Professor Trinajstic sagte, dass diese Merkmale bei so frühen Wirbeltieren fortgeschritten waren und ein einzigartiges Fenster darüber bieten, wie sich die Kopf- und Halsregion zu verändern begann, um Kiefer aufzunehmen, ein kritisches Stadium in der Evolution unseres eigenen Körpers.

„Zum ersten Mal können wir alle Organe zusammen in einem primitiven Kieferfisch sehen, und wir waren besonders überrascht, als wir erfuhren, dass sie sich nicht so sehr von uns unterschieden“, sagte Professor Trinajstic.

„Es gab jedoch einen entscheidenden Unterschied – die Leber war groß und ermöglichte es den Fischen, schwimmfähig zu bleiben, genau wie heutige Haie. Einige der heutigen Knochenfische wie Lungenfische und Birkenfische haben Lungen, die sich aus Schwimmblasen entwickelt haben, aber es war bedeutsam, dass wir sie fanden kein Hinweis auf Lungen in einem der ausgestorbenen Panzerfische, die wir untersucht haben, was darauf hindeutet, dass sie sich zu einem späteren Zeitpunkt unabhängig voneinander in den Knochenfischen entwickelt haben.

Die Gogo-Formation in der Kimberley-Region in Westaustralien, wo die Fossilien gesammelt wurden, war ursprünglich ein großes Riff.

Mit der Hilfe von Wissenschaftlern der Australian Nuclear Science and Technology Organization in Sydney und der European Synchrotron Radiation Facility in Frankreich verwendeten die Forscher Neutronenstrahlen und Synchrotron-Röntgenstrahlen, um die Proben zu scannen, die immer noch in den Kalksteinkonkretionen eingebettet sind, und dreidimensional konstruiert Bilder der Weichteile in ihrem Inneren basierend auf der unterschiedlichen Dichte von Mineralien, die von den Bakterien und der umgebenden Gesteinsmatrix abgelagert werden.

Diese neue Entdeckung mineralisierter Organe, zusätzlich zu früheren Funden von Muskeln und Embryonen, macht die Gogo-Arthrodire zu den am besten verstandenen Kiefer-Stammwirbeltieren und verdeutlicht einen evolutionären Übergang auf der Linie zu lebenden Kieferwirbeltieren, zu denen Säugetiere und Menschen gehören.

Co-Autor Professor John Long von der Flinders University sagte: „Diese neuen Entdeckungen weicher Organe in diesen alten Fischen sind wirklich der Stoff, aus dem Paläontologen träumen, denn ohne Zweifel sind diese Fossilien für dieses Zeitalter die am besten erhaltenen der Welt. Sie zeigen den Wert der Gogo-Fossilien für das Verständnis der großen Schritte in unserer fernen Evolution.Gogo hat uns Weltneuheiten beschert, von den Ursprüngen des Geschlechts bis zum ältesten Wirbeltierherz, und ist heute eine der bedeutendsten Fossilienfundstellen der Welt Zeit, als die Stätte ernsthaft für den Status des Weltkulturerbes in Betracht gezogen wurde.“

Co-Autor Professor Per Ahlberg von der Universität Uppsala sagte: „Das wirklich Außergewöhnliche an den Gogo-Fischen ist, dass ihr Weichgewebe in drei Dimensionen erhalten bleibt. Die meisten Fälle von Weichgewebekonservierung werden in abgeflachten Fossilien gefunden, wo sich die weiche Anatomie befindet kaum 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.“

Die von Curtin geleitete Forschung war eine Zusammenarbeit mit der Flinders University, dem Western Australian Museum, der European Synchrotron Radiation Facility in Frankreich, dem Kernreaktor der Australian Nuclear Science and Technology Organization, der Uppsala University, dem Australian Regenerative Medicine Institute der Monash University und dem South Australian Museum.

Die Arbeit trägt den Titel „Außergewöhnliche Erhaltung von Organen in devonischen Placodermen aus der Gogo-Lagerstätte“.