Kleine Fossilien zeigen: Miniaturisierung war unerlässlich für eine erfolgreiche Evolution

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Der Ursprung moderner Säugetiere lässt sich mehr als 200 Millionen Jahre bis zum Zeitalter der Dinosaurier zurückverfolgen. Aber während die Dinosaurier sich zu den größten Landtieren entwickelten, verfolgten die Vorfahren aller modernen Säugetiere in den folgenden 150 Millionen Jahren eine ganz andere Strategie: sehr klein zu werden. Ein internationales Team von Wissenschaftlern aus dem Vereinigten Königreich und den USA hat mit moderner Computeranalyse untersucht, was mit dem Skelett unserer kleinen Säugetier-Vorfahren passiert ist.

Moderne Säugetiere sind einzigartig, da sie einen Unterkiefer haben, der nur aus einem einzigen Knochen besteht und der Zähne trägt. Im Gegensatz dazu besitzen alle anderen Wirbeltiere komplexe Unterkiefer, die aus mindestens fünf oder mehr miteinander verbundenen Knochen bestehen. Im Laufe der Evolution zeigen Fossilien, dass der Unterkiefer von Säugetier-Vorfahren vereinfacht und ein neues Kiefergelenk gebildet wurde, während einige der anderen Knochen in das Mittelohr wuchsen (Gehörknöchelchen), um beim Hören zu helfen.

Die Forschung des Teams konzentrierte sich auf die seit langem bestehende Frage, wie es möglich ist, den Unterkiefer zu vereinfachen und zu restrukturieren, während er trotzdem das Fressen und Hören ermöglicht. Mittels Röntgen-Computertomographie (CT) von mehreren fossilen Schädeln und Unterkiefern erzeugten die Forscher digitale Modelle, die verschiedenen Computersimulationen unterzogen wurden.

Ihre Ergebnisse zeigten, dass die geringe Größe der fossilen Säugetiere die Spannungen in den Kieferknochen beim Fressen signifikant reduzierte, während sie immer noch stark genug waren, um Beute wie Insekten zu fangen und durchzubeißen.

Dr. Stephan Lautenschlager, Hauptautor und Dozent an der Universität von Birmingham, sagte: “Unsere Ergebnisse liefern eine neue Erklärung dafür, wie sich der Säugetierkiefer vor über 200 Millionen Jahren entwickelt hat. Sehr klein zu sein scheint für unsere Säugetier-Vorfahren von entscheidender Bedeutung gewesen zu sein. Sie reduzieren die Spannungen im Kiefer während des Fressens und ermöglichen die Umstrukturierung der Kieferknochen.

Professor Emily Rayfield von der Universität Bristol, die die Studie leitete, fügte hinzu: “Die Evolution des Säugetier-Kiefergelenks hat Paläontologen seit über 50 Jahren verwirrt. Mit computergestützten Methoden können wir erklären, wie unsere Säugetier-Vorfahren einen funktionierenden Kiefer aufrechterhalten konnten. “Wir haben Knochen zu einem komplexen Schalldetektionssystem zusammengefügt. In unserer Forschung geht es darum, Ideen zu testen, was Säugetiere in der Tierwelt einzigartig macht und wie dies zustande gekommen sein könnte.”

Veröffentlichung: Stephan Lautenschlager, Pamela G. Gill, Zhe-Xi Luo, Michael J. Fagan, Emily J. Rayfield. The role of miniaturization in the evolution of the mammalian jaw and middle ear. Nature, 2018; DOI: 10.1038/s41586-018-0521-4

Quelle: off. Pm der  University of Birmingham

Titelbildunterschrift: Lebensrekonstruktion des Säugetiers Morganucodon, das man in jurassischen Sedimenten von Wales und China gefunden hat. Morganucodon war einer der kleinsten Säugetier-Vorfahren mit einer Größe von nur 4-6 cm. (Ill.: Bob Nicholls, Paleocreations.com)

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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.