Weichteilerhaltung am Gehirn eines Iguanodontiers

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Ein neues Fossil aus der Unterkreide von Südengland besteht aus weit mehr als einem bloßen Ausguss der Hirnschale: erstmals dokumentiert eine neue Studie auch in Phosphat und Karbonat erhaltene Teile von Hirnhäuten, Blutgefäßen und Kleinhirnrinde. Der Fund beweist, dass sogar mesozoische Hirngewebe unter besonderen Bedingungen fossilisieren können.

Das Fossil stammt aus fluvialen Sedimentgesteinen der etwa 133 Ma (Oberes Valanginium) alten Oberen Tunbridge Wells Formation in der Nähe von Bexhill in Sussex und entspricht morphologisch weitgehend anderen Iguanodontiern, etwa Mantellisaurus atherfieldensis. Neben dem Gehirn wurden auch Fragmente von Iguanodontier-Beinknochen und -Wirbeln gefunden. Horizonte vergleichbaren Alters enthalten außerdem Fußspuren. Basierend auf dem geologischen Alter und der geschätzten 4-5m Gesamtlänge könnte das neue Exemplar einer der ähnlich alten Gattungen Barilium oder Hypselospinus angehören.

Brasier et al. 2016
Außergewähnliche Weichteilerhaltung am Gehirn eines Unterkreidezeitlichen Ornithopoden. Bild: Brasier et al. 2016

Ventral besteht das fossil aus Knochenfragmenten und einer Hohlraumfüllung aus Siltstein, auf der Oberseite, vor allem im Bereich des Klein- und Hinterhirns, sind auch mineralisierte Weichgewebe zu finden. Der Ornithopode muss mit der Schädeloberseite nach unten in einem Gewässer mit anoxischen Bedingungen zu liegen gekommen sein, wodurch die Mineralisation des Gewebes so rasch erfolgen konnte. In (etwa durch eine Algenblüte) eutropiertem Wasser könnte sich Phosphorsäure angereichert und das Gehirn gewissermaßen imprägniert haben, schon bevor der Rest des Schädels in Sediment eingebettet wurde. Sediment und Vorkommen von Siderit an dem Fossil stützen die These einer Einbettung in einem Fluss.

Die erhaltenen Gewebe gliedern sich in eine oberflächliche, durch Auskristallisation von Siderit im Epiduralraum entstandene, und eine laminare, vor allem aus Apatit (Kollophan) aufgebaute Schicht. Mittels Elektronenmikroskopischer Untersuchungen konnten hier feine Band- und Faserstrukturen im Mikrometerbereich nachgewiesen werden, die vermutlich das fossilisierte Kollagen der äußeren Dura Mater darstellen. Weiter innen formen diese Fasern eine netzartige Struktur, wie sie für die Arachnoidea typisch ist. Parallel zur Oberfläche verlaufen in der Laminarschicht außerdem mit Siderit gefüllte oder ausgekleidete Röhrenstrukturen mit bis zu 100 Micrometern Durchmesser, die in Form und Größe Blutgefäßen entsprechen. Subarachnoidalraum und Pia Mater, wie man sie von Säugetieren kennt, fehlen bei Archosauriern. Unter den Hirnhäuten findet sich obendrein noch feiner aufgebautes Gewebe ohne Bänderstruktur, bei dem es sich um die Kleinhirnrinde handeln dürfte. Die erhaltenen Weichgewebe liegen eng an die Schädeldecke an. Dies könnte laut den Autoren der Studie zwar ein Hinweis sein, dass das Gehirn, im Gegensatz zu gängigen Annahmen über non-aviale Dinosaurier, einen größeren Teil der Hirnschale einnahm, wahrscheinlicher sei es jedoch das es sich um eine Folge des Zusammensackens der Gewebes nach dem Tod des Tieres handelt, die so die dorsale Wand der Schädelhöhle ausformten. Dafür spricht, dass die Form der innenwände der Hirnschale bei den meisten Dinosauriern wenig differenziert ist und damit keine genaue Abformung der Oberfläche eines adulten Gehirns darstellt.

In Sachen Gehirngröße bewegen sich Ornithopoden wie dieser für Dinosaurier im Mittelfeld, und dürften damit kognitiv zumindest ähnliche Leistungen erbracht haben wie heutige Krokodile, was auch durch fossile Hinweise auf Brutpflege und Sozialverhalten bestätigt wird.

Quelle:
Brasier, Martin D., David B. Norman, Alexander G. Liu, Laura J. Cotton, Jamie E. H. Hiscocks, Russell J. Garwood, Jonathan B. Antcliffe, and David Wacey. 2016. Remarkable preservation of brain tissues in an Early Cretaceous iguanodontian dinosaur. Geological Society, London, Special Publications: SP448.3. doi:10.1144/SP448.3.
http://sp.lyellcollection.org/content/early/2016/10/25/SP448.3.abstract


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Darius ist 20 Jahre alt und studiert seit 2015 an der Uni Bonn Geowissenschaften mit Schwerpunkt Paläontologie. Seine Hauptinteressen sind Paläobiologie und Paläoökologie der Wirbeltiere sowie allgemeine Zoologie, Anatomie und Biomechanik.