Überraschungs-Befund bei Ur-Landwirbeltieren – wissenschaft.de

Sie entwickelten sich von kleinen zu großen Raubtieren: Überraschenderweise scheinen einige der frühesten Vertreter der Landwirbeltiere sehr schnell gewachsen zu sein. Es entstand aus der Untersuchung der Knochenstruktur alter Tetrapoden, die vor 330 Millionen Jahren nach Beute jagten. Paläontologen sagen, dass die Entdeckung frühere Annahmen über die Eigenschaften unserer entfernten Vorfahren in Frage stellt.

Tiefe Verzweigungen im Baum des Lebens stehen oft im Fokus der Forschung. Als Frühgeschichte der Evolution der Landwirbeltiere wird der Zeitraum vor 385-320 Millionen Jahren betrachtet. Es wird angenommen, dass Tiere dieser Zeit die Grundlage für die Evolution und Arten von Amphibien, Reptilien, Vögeln und Säugetieren sind. Daher interessieren sich Paläontologen besonders für Fossilien antiker Vertreter der Tetrapoden. Aber sie sind selten, und oft gibt es nur sehr wenige Fossilien einer einzigen Art. Das Spannende ist jedoch, dass das Team von Paläontologen aus den Vereinigten Staaten nun im Rampenlicht steht: Hunderte von Whatcheeria-Menschenknochen unterschiedlicher Größe wurden an einem Ort im US-Bundesstaat Iowa gefunden.

Wie sind alte Landwirbeltiere gewachsen?

Diese etwa zwei Meter langen Fleischfresser lebten vor 331 bis 326 Millionen Jahren rund um den See. Co-Autor Ben Otoo von der University of Chicago sagte: „Heute haben wir etwas, das wie ein großer Salamander aussieht, mit Krokodilmerkmalen, einem schmalen Kopf und vielen Zähnen.“ Diese Tiere hatten starke Gliedmaßen, die ihr Gewicht an Land tragen konnten, aber sie hatten auch anatomische Merkmale, die auf ein Leben im und am Wasser hindeuteten. Laut den Forschern war es ein sogenannter Stammtetrapode und ein Vertreter einer Gruppe, die die Evolutionsgeschichte der heutigen Landtiere enthüllen wird. „Whatcheeria ist einer der am besten vertretenen frühen Tetrapoden im Fossilienbestand, und die Fülle an Material ermöglicht es uns, Fragen zu seiner Biologie zu stellen, die für fast alle Generationen unmöglich waren“, sagte Field Museum-Co-Autor Ken Angielczyk. Chicago. In der aktuellen Studie untersuchten die Forschenden, inwieweit sich in den Fossilien Spuren von Wachstumsprozessen dieser Tiere nachweisen lassen.

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Im Wesentlichen ging man bisher davon aus, dass frühe Tetrapoden langsam und kontinuierlich wuchsen, ähnlich wie die primitiv aussehenden Vertreter der heutigen Wirbeltiere. In modernen Tetrapoden wachsen Jungtiere jedoch normalerweise relativ schnell, und das Wachstum stoppt, wenn sie das Erwachsenenniveau erreichen. Um zu sehen, wie sich Whatcheeria entwickelt hat, zielten die Forscher auf Oberschenkelknochen von Individuen ab, die von Jungtieren bis zur größten bekannten Größe reichten. Dazu präparierten sie dünne Knochenscheiben und untersuchten diese durchsichtigen Strukturen unter dem Mikroskop. Otoo erklärte, dass ein Tier, wenn es wächst, in jeder Wachstumssaison eine neue Knochenschicht produziert. „Indem wir untersuchen, wie dick die Jahresringe im Laufe des Lebens eines Tieres sind, können wir sehen, wie das Tier während seines gesamten Lebens gewachsen ist“, sagte der Paläontologe.

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Whatcheeria wuchs schnell

Beweise aus fibrolamellärem Knochengewebe deuten darauf hin, dass zumindest einige frühe Tetrapoden schnell das Erwachsenenalter erreichten, anstatt ihr ganzes Leben lang langsam und stetig zu wachsen. © B.Otoo

Den Forschern zufolge stieß Whatcheeria beim Studium der Knochenfragmente auf eine Überraschung: „Ich erinnere mich, dass ich aufsprang und sah, dass die Fossilien den Regeln widersprachen, die für das Wachstum dieser frühen vierbeinigen Tiere galten“, erinnert sich Erstautorin Megan Whitney. . Denn es stellt sich heraus, dass Whatcheeria zunächst sehr schnell wuchs und dann schwächelte. Von besonderem Interesse waren Spuren von Knochengewebe namens fibrolamellar. Bisher wurde angenommen, dass nur Amnioten (Reptilien, Vögel und Säugetiere) diese Strukturen aufweisen, die mit schnellen Wachstumsmustern einhergehen. Diese Art von Knochengewebe scheint sich jedoch früh in der Evolutionsgeschichte der Tetrapoden entwickelt zu haben.

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Es bleibt jedoch unklar, wie weit diese Merkmale bei Stammtetrapoden verbreitet waren. Wachstumsmuster könnten für den Lebensstil der Whatcheeria besonders wichtig gewesen sein: “Wenn Sie ein großes Apex-Raubtier sind, ist es vorteilhaft, schnell groß zu werden, weil es einfacher ist, andere Tiere zu jagen, als selbst zur Beute zu werden.” -Stephanie Pearce, Autorin, Harvard University, Cambridge. Allerdings hat dieses Konzept auch Nachteile: Um schnell wachsen zu können, muss das heranwachsende Tier über genügend Nahrung und Ressourcen verfügen. In manchen Fällen ist es besser, langsamer und kontinuierlicher zu wachsen. Deshalb gibt es diese beiden Konzepte auch heute noch. „Bei der Evolution geht es darum, verschiedene Kombinationen von Lebensstilen und Eigenschaften auszuprobieren“, sagte Angielczyk.

Paläontologen wollen nun am Ball bleiben: Sie wollen die Knochenstruktur anderer früher Tetrapoden auf mögliche Zusammenhänge mit ihren Wachstumsstrategien und der ökologischen Nische dieser Tiere untersuchen.

Quelle: Harvard University, Field Museum, Artikel: Biology of Communication, doi: 10.1038/s42003-022-04079-0

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