肺魚の内castの形態学的分析は初期の二系統神経進化を明らかにする

肢条魚である肺魚（Dipnoi, Sarcoptergii）は、デボン紀から現在にかけて約4億年の間存続してきました。彼らの皮膚性頭蓋骨と歯の進化は比較的良く理解されていますが、中枢神経系についてはまだ明らかではありません。脳は保存状態が悪く、化石の肺魚では現在知られていませんが、頭蓋内の内castからはそれに関する重要な間接的情報（例：迷路）が得られます。しかし、最近まで古生物学的ツールとしてのX線トモグラフィーが発展するまでは、これらの内castは非破壊的に研究することができず、詳細な研究はほとんど行われていませんでした。本研究では、トモグラフィー画像から得られた6種の古生代肺魚の内castを説明し、描写します。これを以前に記述された6つのデジタル肺魚内cast（4つの化石種と2つの最近の分類群）と組み合わせ、17変数を用いた多変量形態学的分析のための12分類群データセットを作成しました。我々は、嗅覚領域が後脳よりも高い可塑性を持ち、いくつかの分類群で大幅な伸長を示すことを発見しました。また、半円形の迷路は統合モジュールとして共変動する一方で、卵円囊と前庭は互いに独立して変動します。機能的解釈は、嗅覚が肺魚の進化を通じて支配的な感覚であり続け、迷路の変化はおそらく游泳性から近岸環境ニッチへの変化を反映する可能性があることを示唆します。系統学的意味は、内腦の形状が「キロディプテリッド」の単系統性を支持しないことを示しています。また、長く伸びた頭蓋骨を持つものは明確な系統群を形成することもなく、これらの2つの多系統群が非系統的制約に駆動されて頭部の伸長または短縮に収束していることを示唆しています。