Une nouvelle étude de l'ANU sur un fossile de poisson vieux de 400 millions d'années a trouvé une structure de mâchoire qui fait partie de la lignée évolutive liée à l'homme.

Le fossile provient d'anciens calcaires autour du lac Burrinjuck, 50 kilomètres au nord-ouest de Canberra. La région est riche en coquillages fossiles et en coraux, mais abrite également les rares crânes de poissons blindés éteints appelés placodermes.

Co-chercheur, Le doctorant de l'ANU Yuzhi Hu, a déclaré que cet exemple était le crâne et la boîte crânienne les mieux conservés d'un placoderme jamais trouvé.

"Le fossile révèle, dans les moindres détails, la structure de la mâchoire de ce poisson ancien, qui fait partie de la lignée évolutive qui a finalement conduit à l'homme, " a déclaré Mme Hu de l'École de recherche des sciences de la Terre de l'ANU.

"L'articulation de la mâchoire de cet ancien poisson est toujours dans le crâne humain, mais fait maintenant partie de l'oreille moyenne."

L'équipe a utilisé des installations de tomodensitométrie haute résolution à l'ANU pour étudier la structure interne du crâne et de la boîte crânienne et a produit des impressions 3D haute résolution pour réassembler les éléments de la mâchoire - une technique jamais utilisée auparavant pour les vertébrés fossiles.

Mme Hu a analysé les données de tomodensitométrie pour révéler un ensemble complet de cartilages internes de la mâchoire pour la première fois dans un placoderme, avec des structures entourant l'articulation de la mâchoire différentes de toutes les interprétations précédentes.

"L'étonnante conservation du fossile nous permet de tracer les sillons transportant l'approvisionnement en sang vers les mâchoires et le cerveau, " elle a dit.

Co-chercheur Dr Gavin Young, du Département de Mathématiques Appliquées au sein de l'École de Recherche ANU de Physique et d'Ingénierie, a déclaré que la direction du flux sanguin peut être déterminée pour certaines artères principales.

"Les artères carotides chez l'homme et d'autres mammifères amènent le sang à travers le cou pour alimenter la tête en oxygène, " il a dit.

"L'intersection des rainures sur le sol de la boîte crânienne dans le fossile de Burrinjuck montre que le sang coulait dans la direction opposée dans l'équivalent de l'artère carotide externe, qui fournit du sang à la mâchoire et au visage chez l'homme.

"C'était le principal apport sanguin oxygéné de l'artère carotide interne, qui forme un sillon distinct menant à une ouverture où il pénètre dans la cavité cérébrale."

Les placodermes éteints ont été traditionnellement considérés comme une branche latérale évolutive, jusqu'à la découverte récente des placodermes maxillaires chinois, un groupe de fossiles étudié à Pékin par le co-auteur Dr Jing Lu avant son arrivée à l'ANU.

"Le maxillaire est l'os formant la mâchoire supérieure chez l'homme, " a déclaré le Dr Lu du Département de mathématiques appliquées de l'École de recherche en physique et en génie de l'ANU.

"Les fossiles de poissons chinois ont cet os, démontrant une relation beaucoup plus étroite avec l'ascendance humaine qu'on ne le pensait auparavant. Mais d'autres structures internes étaient apparemment faites de cartilage, et ne sont pas clairement conservés, contrairement au crâne de Burrinjuck."

Le Dr Lu a déclaré que très peu de fossiles préservaient des détails aussi complexes pour permettre la reconstruction d'animaux éteints.

"Le fossile australien nous aide à interpréter ces aspects dans les placodermes maxillaires chinois, " elle a dit.

« Grâce à la collaboration internationale, nous faisons de grands progrès pour déterminer la séquence des innovations évolutives clés à l'origine des vertébrés à mâchoires."

L'article est publié en Rapports scientifiques .