3D-utskrift av käken. Kredit:Australian National University
En ny studie från ANU på ett 400 miljoner år gammalt fiskfossil har hittat en käkstruktur som är en del av den evolutionära härstamningen kopplad till människor.
Fossilet kommer från gamla kalkstenar runt sjön Burrinjuck, 50 kilometer nordväst om Canberra. Området är rikt på fossila skal och koraller, men också hem för de sällsynta skallarna av utdöda pansarfiskar som kallas placoderms.
medforskare, ANU doktorand Yuzhi Hu, sa att detta exempel var den bäst bevarade skallen och hjärnan av en placoderm som någonsin hittats.
"Fossilen avslöjar, i invecklade detaljer, käkstrukturen hos denna gamla fisk, som är en del av den evolutionära härstamningen som i slutändan ledde till människor, " sa Hu från ANU Research School of Earth Sciences.
"Käkleden i denna uråldriga fisk är fortfarande i människans skalle, men är nu en del av mellanörat."
Teamet använde högupplösta CT-skanningsanläggningar vid ANU för att undersöka den interna strukturen av skallen och hjärnan och producerade högupplösta 3-D-utskrifter för att återmontera käkelementen - en teknik som aldrig tidigare använts för fossila ryggradsdjur.
Fru Hu analyserade CT-skanningsdata för att avslöja en komplett uppsättning inre käkbrosk för första gången i någon placoderm, med strukturer som omger käkleden som skiljer sig från alla tidigare tolkningar.
"Det fantastiska bevarandet av fossilet gör att vi kan spåra spåren som bär blodtillförseln till käkarna och hjärnan, " Hon sa.
Medforskare Dr Gavin Young, från Institutionen för tillämpad matematik vid ANU Research School of Physics and Engineering, sade att riktningen av blodflödet kan utarbetas för vissa stora artärer.
ANU doktorand Yuzhi Hu med ett 3D-utskrift av det 400 miljoner år gamla fiskfossilet som är sex gånger så stort som exemplaret. Kredit:Stuart Hay, ANU
"Karotisartärerna hos människor och andra däggdjur för blod genom halsen för att förse huvudet med syre, " han sa.
"Skärningen av spår på golvet i hjärnan i fossilet Burrinjuck visar att blodet flödade i motsatt riktning i motsvarigheten till den yttre halspulsådern, som tillför blod till käken och ansiktet hos människor.
"Detta var den huvudsakliga syresatta blodtillförseln till den inre halspulsådern, som bildar ett distinkt spår som leder till en öppning där den kom in i hjärnhålan."
De utdöda placodermerna har traditionellt sett betraktats som en evolutionär sidogren, fram till den senaste upptäckten av kinesiska maxillat placoderms, en fossilgrupp som undersöktes i Peking av medförfattaren Dr Jing Lu innan hon kom till ANU.
"Käken är det ben som bildar överkäken hos människor, " sa Dr Lu från Institutionen för tillämpad matematik vid ANU Research School of Physics and Engineering.
"De kinesiska fiskfossilerna har detta ben, visar ett mycket närmare förhållande till mänskliga härkomster än man tidigare trott. Men andra inre strukturer var tydligen gjorda av brosk, och är inte tydligt bevarade, till skillnad från Burrinjuck-skallen."
Dr Lu sa att väldigt få fossiler bevarade så intrikata detaljer för att möjliggöra rekonstruktion av utdöda djur.
"Det australiska fossilet hjälper oss att tolka dessa aspekter i de kinesiska maxillat placoderms, " Hon sa.
"Tack vare det internationella samarbetet, vi gör stora framsteg för att utarbeta sekvensen av viktiga evolutionära innovationer i ursprunget till de käkade ryggradsdjuren."
Tidningen publiceras i Vetenskapliga rapporter .
