Urreptilien konnten bereits im Perm ihren Schwanz abwerfen

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Die sogenannte Autotomie – Abwerfen – des Schwanzes zur Verwirrung von Fressfeinden ist eine unter heutigen Tieren bei Lepidosauriern (Echsen/Schlangen und Brückenechsen) einmalige Fähigkeit. Da andere lebende Reptilien keine vergleichbaren Anpassungen besitzen wird meist davon ausgegangen, dass es sich um ein alleiniges Merkmal dieser Gruppe handelt. Die älteste und einzige andere Tiergruppe bei der die gleiche Fähigkeit bestätigt ist, sind die Captorhinidae, ein Taxon von Stammlinienreptilien, die im späten Paläozoikum sehr erfolgreich waren.

In einer neuen Studie haben LeBlanc und Kollegen 3 Schwanzskelette der Gattungen Captorhinus sowie 70 einzelne Schwanzwirbel von der Unterpermischen Richards Spur Locality in Oklahoma untersucht und das Vorkommen von Sollbruchstellen in den Wirbelkörpern der  Captorhiniden bestätigt. Solche Bruchstellen sind bei heutigen Squamaten (Eidechsen und Schlangen) und der verwandten Brückenechse die vorherrschende Anpassung für das Abwerfen des Schwanzes und stellen aufgrund ihres Vorkommens bei ursprünglicheren Vertretern vermutlich den Ursprungszustand dieser Gruppe dar.

Captorhiniden existierten vom späten Karbon bis zum Ende des Perm uns stellen eine der ersten großen Radiationen der Reptilien dar. Während frühe Vertreter kleine Fleischfresser waren, entwickelten die Captorhiniden während des Perms eine beachtliche Arten- und Formenvielfalt, einschließlich einiger der ersten großen Pflanzenfresser der Erdgeschichte.

 

Sollbruchstellen in den Schwanzwirbeln von Captorhiniden. © LeBlanc et al. 2018, CC-BY

Wirbelkörper bei Captorhiniden besitzen einen offenen Nothochordkanal und werden daher ohnehin nur durch dünne Knochenwände zusammengehalten. Die für die Autotomie angepassten Wirbel weisen auf ihrer Unterseite zusätzlich einen Spalt auf, der sich durch die Seitenwände der Zentren bis zur Oberseite der Wirbelkörper, allerdings anders als bei den meisten heutigen Squamaten nicht bis auf die Neuralbögen erstreckt. Die untere Hälfte der Wirbelzentren ist somit komplett zweigeteilt, während im oberen Bereich ein zentraler Kern aus Knochen bestehen bleibt.

Trotzdem gehen die Autoren davon aus, dass Captorhiniden mittels dieser Sollbruchstellen ihren Schwanz abwerfen konnten. An einem post mortem zerbrochenen Wirbel lässt sich noch der Verlauf eines Bruches nachvollziehen; er folgt dem Verlauf des Wirbelspalts und zieht entlang der Oberkante des Wirbelkörpers nach hinten zum Ende des Neuralbogens, wodurch auch Wirbel mit festgewachsenen Neuralbögen vermutlich noch brechen konnten. Der Verlauf des Bruches bedeutet jedoch, dass trotz Autotomie des Wiebelkörpers die Neuralbögen weiterhin in Verbindung bleiben würden; die Autoren vermuten daher eine einzigartige Kombination aus intravertebraler (Bruch des Wirbelkörpers entlang der Sollbruchstelle), und intervertebraler Autotomie (Auftrennung der Zygapophysealgelenke der Neuralbögen).

Die Histologie des Knochenmaterials rund um die Sollbruchstellen deutet darauf hin, dass sie während der  primären Verknöcherung der Wirbel ausgebildet wurden, und nicht durch sekundäre Resorption des Knochenmaterials. Auch dies deckt sich mit der Art und Weise, wie vergleichbare Strukturen bei Squamata ausgebildet werden.

Die genaue Anzahl und Position der Wirbel mit Sollbruchstellen bei Captorhiniden ist noch nicht abschließend geklärt, es scheint sich aber um mindestens 8 Wirbel beginnend ab dem 6. bis 8. Schwanzwirbel zu handeln. Untersuchungen an anderen Schwanzwirbeln von Parareptilien und Synapsiden von der Richards Spur Fundstelle bestätigen, dass die festgestellten Anpassungen für Autotomie nur bei Captorhiniden vorhanden waren. Währenddessen weisen alle assoziierten Schwanzskelette von Captorhiniden an der Fundstelle die Sollbruchstellen in zumindest einigen Wirbeln auf, was darauf hindeutet, dass Autotomie bei diesen Tieren weit verbreitet war.

Unklar bleibt, ob Captorhiniden ähnlich wir heutige Echsen den abgeworfenen Teil ihres Schwanzes regenerieren konnten. Die fossile Erhaltungsfähigkeit eines regenerierten Schwanzes ist zweifelhaft, jedoch wären in einem solchen Fall auch Heilungsspuren an der zurückgebliebenen Wirbelhälfte zu erwarten, die bisher fossil nicht nachgewiesen wurden.

Artikel:
LeBlanc, A. R. H., M. J. MacDougall, Y. Haridy, D. Scott, and R. R. Reisz. 2018: Caudal autotomy as anti-predatory behaviour in Palaeozoic reptiles. Scientific Reports 8:3328.


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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.