Vor 540 bis 500 Millionen Jahre entstanden bei der Kambrischen Artenexplosion fast alle heute existierenden Tierstämme. Schon früh in dieser Phase tauchten die sogenannten Lobopoden auf, eine Gruppe gepanzerter Meerestiere, die sich wahrscheinlich mit mehreren Paaren weicher, ungelenkiger Beine auf dem Meeresboden fortbewegten. Zahlreiche Fossilien dieser heute ausgestorbenen urzeitlichen Gliederfüßer sind zum Beispiel in Fossilienlagerstätten in der südchinesischen Provinz Yunnan erhalten. Darunter befindet sich auch ein 1984 entdecktes, etwa 1,5 Zentimeter langes Fossil eines Lobopoden mit Namen Cardiodictyon catenulum. Das Besondere an diesem Exemplar: Sein Nervensystem, einschließlich des Gehirns, ist in seiner Feinstruktur erhalten geblieben.
Ältestes fossiles Gehirn der Welt
„Nach unserem Wissen ist dies das älteste versteinerte Gehirn, das wir bisher kennen“, sagt Nicholas Strausfeld von der University of Arizona in Tucson. Gemeinsam mit seinem Team hat er das außergewöhnliche Fossil nun genau untersucht. Dabei stellten die Forscher fest: Während der Rumpf und die darin befindlichen neuronalen Strukturen wie erwartet segmentiert waren, wiesen der Kopf und das Gehirn keine Anzeichen einer Segmentierung auf. „Diese Anatomie war völlig unerwartet, da die Köpfe und Gehirne moderner Arthropoden und einiger ihrer fossilen Vorfahren seit über hundert Jahren als segmentiert angesehen werden“, so Strausfeld.
Co-Autor Frank Hirth vom King’s College London erklärt: „Seit den 1880er Jahren bemerkten Biologen die für Gliederfüßer typische deutliche Segmentierung des Rumpfes und übertrugen dies im Grunde auf den Kopf. So kam man zu der Annahme, dass der Kopf eine vordere Verlängerung des segmentierten Rumpfes ist.“ Wie für Gliederfüßer typisch, besteht das periphere Nervensystem von Cardiodictyon aus mehreren Nervenzellknoten, sogenannten Ganglien, die von Segment zu Segment miteinander verknüpft sind. Bislang war man davon ausgegangen, dass sich das Gehirn aus einer besonders großen Ansammlung miteinander verbundener Ganglien entwickelt hat. Demnach müssten Kopf und Gehirn eines so frühen Vertreters wie Cardiodictyon eine deutliche Segmentierung aufweisen. „Aber Cardiodictyon zeigt, dass der frühe Kopf nicht segmentiert war, ebenso wenig wie sein Gehirn, was darauf hindeutet, dass sich das Gehirn und das Nervensystem des Rumpfes wahrscheinlich getrennt entwickelt haben“, so Strausfeld.
