Wettbewerbsvorteil: Der Ernährungswettbewerb spielte eine Schlüsselrolle in der Evolution der frühen Primaten

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Seit Darwin zunächst die Grundprinzipien der Evolution mittels natürlicher Selektion erklärt hat, spielte die Rolle der Nahrungskonkurrenz als treibende Kraft bei der Gestaltung und Verschiebung der Biologie einer Art eine zentrale Rolle. So wichtig ist der Begriff der Konkurrenz zwischen den Arten, dass er als eine Schlüsselselektionskraft angesehen wird, die dazu führte, dass die Linie, die zu den modernen Menschen führt, von der unserer Vorfahren der frühen Affen getrennt wurde. Wissenschaftler der Grand Valley State University haben diese Selektionskraft nun näher untersucht. 

Die frühesten echten Primaten, genannt “Euprimaten”, lebten vor ungefähr 55 Millionen Jahren im heutigen Nordamerika. Zu dieser Zeit existierten zwei große fossile euprimate Gruppen: die Lemurenähnlichen Adapidae und die Tarsiidaeähnlichen Omomyidae. Die Nahrungskonkurrenz mit anderen ähnlich angepassten Säugetieren war vermutlich gleichermaßen wichtig in der Entstehung und Diversifizierung dieser beiden Gruppen. Obwohl es angedeutet wurde, wurde die genaue Rolle von Nahrungskonkurrenz und überlappenden Nahrungsressourcen in der frühen Adapidae- und Omomyidae-Evolution niemals direkt getestet.

Eine neue Studie bestätigt nun die wesentliche Rolle, die Ernährungsadaptationen für das Überleben und die Diversifizierung nordamerikanischer Euprimaten spielten.

“Zu verstehen, wie komplex die Nahrungsnetze strukturiert sind und wie intensiv der Wettbewerb um gemeinsame Nahrungsressourcen ist, ist schwierig genug, wenn man in lebenden Gemeinschaften forschen kann, sehr viel schwieriger wird es für Gemeinschaften, die vor fast 55 Millionen Jahren in der  gleichen Gegend gelebt haben”, sagte Stroik.

Die Forscher nutzten die neuesten digitalen Bild- und MikroCT-Scans an mehr als 350 fossilen Säugetierzähnen aus geologischen Lagerstätten in Nordamerika. Sie versuchten, die 3D-Oberflächenanatomie von Molaren zu bestimmen, die ausgestorbenen Vertretern von Nagetieren, Beuteltieren und Insektenfressern angehören – und die alle innerhalb den gleichen geologischen Lagerstätten wie die Euprimaten gefunden wurden und daher wahrscheinlich echte Konkurrenten waren.

Drei Modelle des Nischenwettbewerbs zwischen Euprimaten und nicht eupidem Säugetieren. Nicht-Euprimaten gediehen in Nordamerika vor der Ankunft der Euphrase ~ 55 Ma (großer Baum, links). Nach der Ankunft der Euprimaten (mittlere Spalte) könnten diese zwei Gruppen: getrennte Nischen ohne Konkurrenz besetzt haben (obere Reihe, rechts); besetzt die gleiche Nische mit einer Gruppe, die letztlich die andere verdrängt, um den Wettbewerb zu reduzieren (mittlere Reihe, rechts); oder koexistiert mit minimaler Konkurrenz (untere Reihe, rechts).
(Ill: Laura Stroik und Gary T. Schwartz)

Die hochauflösenden Scans erlaubten ihnen, Details zu erfassen und zu quantifizieren, wie scharf, weich oder spitz die Zähne waren. Insbesondere haben sie Molaren oder Zähne im hinteren Teil des Mundes betrachtet, die beim Zerkleinern von Nahrung oder Beute nützlich sind. Der relative Grad der molaren Schärfe steht in direktem Zusammenhang mit der breiten Auswahl der Nahrung, die von jeder Art konsumiert werden.

Stroik und Schwartz nutzten diese Aspekte der Molaranatomie, um Überlappungsmuster von Nahrungsquellen über einige wichtige fossile Gruppen im Laufe der Zeit zu berechnen. Diese Ergebnisse wurden dann mit Vorhersagen aus drei Modellen verglichen, wie Arten miteinander konkurrieren, die aus der Welt der theoretischen Ökologie stammen. Das Signal war klar: Linien, die zu den Adapiden gehören, überlebten und diversifizierten sich weitgehend, ohne sich mit Nahrungsmittelkonkurrenzen auseinandersetzen zu müssen. Die zweite Hauptgruppe, die Omomyiden, mussten intensive Konkurrenzen mit mindestens einer gleichzeitig lebenden Säugetiergruppe durchstehen. Da Omomyiden in den neueren geologischen Ablagerungen bestehen blieben, ist es klar, dass sie adaptive Lösungen entwickelten, die ihnen die Fähigkeit zum Wettbewerb verschafften und in der Regel siegreich waren.

“Die Ergebnisse zeigten, dass Adapidae und Omomyidae in Nordamerika unterschiedlichen Wettbewerbsszenarien ausgesetzt waren”, sagte Stroik.

“Ein Teil von dem, was unsere Geschichte einzigartig macht, ist, dass wir diese fossilen Euprimate zum ersten Mal mit einer Reihe potentieller Konkurrenten aus einer vielfältigen Gruppe von Säugetieren verglichen haben, die neben Adapiden und Omomyiden lebten, nicht nur zu anderen Euprimaten”, sagte Schwartz. “Dadurch konnten wir für diese wichtigen frühen Primatenverwandten einen weitaus größeren Ausschnitt der ökologischen Umgebung rekonstruieren als je zuvor.”

Der entscheidende Fortschritt dieser neuen Forschung ist die Demonstration, dass die Ernährung tatsächlich eine fundamentale Rolle bei der Etablierung und dem fortgesetzten Erfolg von Euprimaten in der nordamerikanischen Säugetier-Paleo-Gemeinschaft spielte. Ein spannendes Ergebnis ist die Entwicklung eines neuen quantitativen Instrumentariums zur Diagnose diätetischer Konkurrenz in früheren Gemeinschaften. Dies ermöglicht nun, die Rolle zu erkunden, die Ernährung und Konkurrenz bei der weiteren Entwicklung und Diversifizierung einiger dieser fossilen Euprimaten spielten, um lebende Lemuren und alle anderen höheren Primaten hervorzubringen.

Veröffentlichung: Laura K. Stroik, Gary T. Schwartz. The role of dietary competition in the origination and early diversification of North American euprimates. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2018; 285 (1884): 20181230 DOI: 10.1098/rspb.2018.1230

Quelle: off. Pm der Grand Valley State University

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Pia Gaupels

Gründerin bei GeoHorizon
Pia Gaupels, *86, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. 2015 gründete Sie die Seite Geohorizon. Sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung und arbeitet seit 2018 wieder als Bibliothekarin.