Warmblütigkeit eventuell weit älter als bislang gedacht

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Die Warmblütigkeit bei Landtieren könnte in der Evolution weit früher entstanden sein als bislang gedacht. Das zeigt eine aktuelle Studie der Universität Bonn, die nun in der Fachzeitschrift „Comptes Rendus Palevol“ erschienen ist.

Wer Eidechsen beobachten möchte, hat dazu am Morgen oft beste Gelegenheit: Sie nehmen zu dieser Zeit häufig ein ausgiebiges Sonnenbad. Denn um auf Betriebstemperatur zu kommen, sind sie auf Energiezufuhr von außen angewiesen. Mäuse und andere Säugetiere machen es sich dagegen auf andere Weise schön mollig: Sie verbrennen Kalorien und können sich so sogar in einer bitterkalten Winternacht selbst warm halten.

Säugetiere werden daher auch als „warmblütig“ bezeichnet. Bisher dachte man, bei landlebenden Vierbeinern sei der „Körperofen“ vor ungefähr 270 Millionen Jahren erfunden worden. „Unsere Ergebnisse deuten jedoch darauf hin, dass Warmblütigkeit schon 20 bis 30 Millionen Jahre früher entstanden sein könnte“, erklärt Prof. Dr. Martin Sander vom Steinmann-Institut für Geologie, Mineralogie und Paläontologie der Universität Bonn.

 

Knochen als Thermometer

Bei längst ausgestorbenen Tieren kann man die Körpertemperatur natürlich nicht einfach per Fieberthermometer bestimmen. Warmblütigkeit hinterlässt jedoch in Fossilien verräterische Spuren. Sie macht nämlich nicht nur unabhängig von der Umgebungstemperatur, sondern ermöglicht auch ein schnelleres Wachstum. „Und das zeigt sich im Aufbau der Knochen“, erläutert Sander.

Knochen sind Verbundwerkstoffe aus Proteinfasern, dem Kollagen, und einem Biomineral, dem Hydroxyapatit. Je geordneter die Kollagenfasern verlaufen, desto stabiler ist der Knochen, desto langsamer wächst er allerdings normalerweise auch. Die Knochen von Säugetieren haben daher eine besondere Struktur. Diese erlaubt es ihnen, schnell zu wachsen und dennoch stabil zu bleiben. „Wir nennen diese Knochenform fibrolamellär“, sagt der Paläontologe.

Zusammen mit seinem Doktoranden Christen D. Shelton (heute Universität Kapstadt) hat sich der Wissenschaftler Oberarm- und Oberschenkelknochen eines längst ausgestorbenen Landtieres angesehen: des Säugetier-Vorläufers Ophiacodon. Dieser lebte vor 300 Millionen Jahren. „Schon bei Ophiacodon wuchsen die Knochen fibrolamellär“, fasst Sander die Analyseergebnisse zusammen. „Das deutet darauf hin, dass das Tier bereits warmblütig gewesen sein könnte.“

Ophiacodon war bis zu zwei Meter lang, ähnelte ansonsten jedoch heutigen Echsen – und das nicht ohne Grund: Säugetiere und Reptilien sind verwandt; sie haben also gemeinsame Vorfahren. Ophiacodon steht im Stammbaum sehr nahe an der Stelle, an der sich diese beiden Linien aufspalten.

 

Waren erste Reptilien warmblütig?

Allerdings sind Eidechsen, Schildkröten und andere heute lebende Reptilien Kaltblüter. Man nimmt bislang an, dass dies die ursprünglichere Form des Stoffwechsels war – dass also auch der gemeinsame Urahn der beiden Tiergruppen kaltblütig war. Die Warmblütigkeit wäre demnach eine Weiterentwicklung, die im Laufe der Säugetier-Evolution entstand.

Ophiacodon erscheint jedoch schon sehr kurze Zeit nach der Aufspaltung zwischen Säugetieren und Reptilien. „Das wirft die Frage auf, ob sich seine Warmblütigkeit bei ihm tatsächlich neu entwickelt hat oder ob nicht sogar schon die allerersten Landtiere vor Trennung der beiden Linien warmblütig waren“, sagt Sander. Noch ist das Spekulation. Wenn die These stimmt, müssten wir unser Bild aber drastisch korrigieren: Die ersten Reptilien wären dann ebenfalls warmblütig gewesen – und hätten diesen Stoffwechseltypus erst später abgelegt.

 

Veröffentlichung: Christen D. Shelton, P. Martin Sander: Long bone histology of Ophiacodon reveals the geologically earliest occurrence of fibrolamellar bone in the mammalian stem lineage; Comptes Rendus Palevol; DOI: 10.1016/j.crpv.2017.02.002

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Pia Gaupels

Pia Gaupels, 30, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. Sie hat die Facebook-Seite GeoHorizon gegründet. Zudem hat sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung.