Paläontologen hielten es jahrelang für unmöglich, dass Organe wie das Gehirn lange genug halten, um zu Fossilien zu werden. Schliesslich zersetzen sich matschige Körperteile wie das Gehirn viel schneller als Knochen und Zähne. Jetzt hat eine Gruppe von Wissenschaftlern diese Idee mit der Entdeckung von sieben versteinerten Gehirnen, die mehr als 500 Millionen Jahre alt sind, auf den Kopf gestellt.
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Es ist nicht das erste Mal, dass ein versteinertes Gehirn entdeckt wird: Vier der Wissenschaftler, die an diesem neuen Fund gearbeitet haben, waren 2012 in der Fachzeitschrift Nature an der ersten Entdeckung eines versteinerten Gehirns beteiligt. Zu dieser Zeit äußerten sich viele Paläontologen skeptisch, dass es sich eher um ein durch Experimente zurückgelassenes Artefakt oder um ein unplausibel seltenes Einzelstück handele.
Während sich diese Studie auf ein einziges Exemplar stützte, hat das Team nach der in Current Biology veröffentlichten neuen Studie seitdem sieben neue Beispiele fossiler Gehirne derselben Art eines alten Arthropoden entdeckt.
"Menschen, insbesondere Wissenschaftler, machen Annahmen. Das Lustige an der Wissenschaft ist eigentlich, sie abzureißen", sagte Strausfeld in einer Erklärung.
Um zu Fossilien zu werden, wurden die Kreaturen höchstwahrscheinlich wie andere gut erhaltene Fossilien aus dem Kambrium in einem Unterwasserschlamm begraben, berichtet Mo Costandi für The Guardian . Auf diese Weise wären ihre Körper (und ihr Gehirn) von Aasfressern abgeschottet worden, die nach einem Imbiss suchten, da ein niedriger Sauerstoffgehalt im Boden Mikroben daran hinderte, die Kadaver zu zersetzen.
Zeit alleine macht etwas nicht fossil: Es erfordert auch extremen Druck, um Wasser herauszudrücken. Dies ist einer der Gründe, warum versteinerte Knochen und Zähne weitaus häufiger vorkommen als versteinertes Gewebe, das unter dem Druck zum Platzen neigt.
Die fraglichen Fossilien gehören zu einer ausgestorbenen garnelenähnlichen Kreatur namens Fuxianhuia protensa . Die im südwestchinesischen Fossil-reichen Chengjiang-Schiefer entdeckten Arthropoden lebten wahrscheinlich vor rund 520 Millionen Jahren im Kambrium und besaßen Gehirne, die den heutigen Krebstieren ähneln, was wahrscheinlich einer der Gründe ist, warum ihre Gehirnzellen so lange überlebten Kiona Smith-Strickland schreibt für Gizmodo .
"Die Gewebedichte von F. protensa scheint den Unterschied ausgemacht zu haben", sagte Strausfeld in einer Erklärung.
Um diese Theorie zu testen, untersuchten Strausfeld und seine Kollegen die sieben neuen Fossilien mit einem Elektronenmikroskop und stellten fest, dass ihr Gehirn im Laufe der Zeit zu einem dünnen Kohlenstofffilm abgeflacht war. Auch nach Jahrtausenden waren ihre neuronalen Bahnen noch identifizierbar, erzählt Co-Autor Xiaoya Ma Smith-Strickland.
Das Team führte dann Experimente durch, um den Fossilisierungsprozess nachzuahmen, beispielsweise das Vergraben lebender Sandwürmer in Lehm und Meerwasser, um zu überprüfen, ob das Nervensystem der Tiere überlebt hat, und um zu sehen, ob sie sich eingegraben haben. In einem ähnlichen Test, in dem lebende Kakerlaken-Gehirne begraben wurden, stellten die Wissenschaftler fest, dass sie genau wie die fossilen Gehirne von F. protensa abgeflacht waren.
Auf dem Weg, ihren Fund zu beweisen, stießen die Wissenschaftler auch auf interessante Hinweise, wie sich das Gehirn moderner Arthropoden entwickelt haben könnte. Als Strausfelds Team die Fossilien entdeckte, entdeckte es, dass F. protensa ein komplexes Gehirn hatte, das einigen modernen Insekten ähnelt, was darauf hindeutet, dass einige Arthropoden im Laufe der Zeit zu einem einfacheren Nervensystem zurückgegangen sind, berichtet Costandi. Früher glaubten die meisten Paläontologen, dass sich Arthropoden aus einer muschelartigen Art mit einem einfachen Gehirn entwickelten.
