Was Krebstiere über das Verhalten ausgestorbener Wale verraten

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Bartenwale nehmen jährlich große Strecke auf sich um nach ihrer Fortpflanzung in wärmeren Gefilden die nährstoffreichen Meere der Polarregionen zu erreichen. Eine Gruppe blinder Passagiere hilft Wissenschaftlern nun um zu klären ob ein derartiges Migrationsverhalten bereits bei den eiszeitlichen Vorfahren der heutigen Wale vorhanden war.

Das Verhalten ausgestorbener Arten zu rekonstruieren ist schwierig, wenn nicht sogar oft unmöglich. Wir können zwar z. B. anhand der Anatomie Aussagen darüber treffen ob ein Tier bevorzugt im Wasser oder an Land gelebt hat, aber wir haben in der Regel kaum Informationen darüber, wie es sein Leben dort verbracht hat. Bruchstückhafte Einblicke bieten oft Spurenfossilien wie Fährten oder Fressspuren, wenn man besonders viel Glück hat ist sogar der Verursacher ebenfalls zusammen mit seinen Spuren erhalten. Doch was muss man tun, wenn man sich nicht nur für lokale Verhaltensweisen interessiert, sondern auch für Verhalten auf regionaler, wenn nicht sogar globaler Ebene?

Wie weist man Migration bei fossilen Tieren nach?

Ein Beispiel für ein solch überregionales Verhalten wären Wanderungsbewegungen. Die Verbreitung einer ausgestorbenen Art lässt sich an sich recht einfach über die räumliche Verteilung der Fossilien ermitteln (auch wenn es selbst da Fehlerquellen geben kann). Allerdings verrät uns die räumliche Verteilung einer Art selbst noch nichts über die Hintergründe. Wird uns die Verbreitung eventuell nur vorgetäuscht? War es einfach eine größer werdende Verbreitung über Generationen hinweg? Oder sehen wir tatsächlich Belege für Migrationen? Ein bekanntes Beispiel für migrierende Tiere sind z. B. die heutigen Bartenwale (Mysticeti), zu welchen insbesondere großwüchsige Arten wie Blau- und Buckelwale gehören. Diese Wale legen saisonal große Strecken zurück, ihre Fossilien würde ein potentiell zukünftiger Paläontologe also entsprechend in allen Ozeanen finden. Doch wie würde er oder sie nachweisen, dass diese Arten tatsächlich migrierten?

Würde man bei noch lebenden Arten testen wollen ob sie weite Strecken wandern, könnte man die Tiere einfach mit Peilsendern versehen und sie so verfolgen. Das geht mit Fossilien natürlich nicht. Man braucht also eine andere Form von Markern, die sich unterscheiden je nachdem wo sich das Tier aufgehalten hat. Und dort kommt ein ständiger Begleiter der Wale ins Spiel.

Blinde Passagiere als chemische Speicherkarte

Sieht man sich Wale, aber auch andere Meeresbewohner wie Schnecken, Muscheln, Schildkröten oder auch schlicht Treibgut oder Brandungsfelsen mal genauer an, fallen oft runde, kegelartige Strukturen auf. Auf den ersten Blick nicht als solche erkennbar, handelt es sich dabei tatsächlich um Krebstiere aus der Gruppe der Rankenfußkrebse (Cirripedia), die unter anderem auch die Seepocken und Seewarzen umfassen. Anders als man sich Krebstiere allgemein vorstellt sind Seepocken und ihre Verwandten kopfüber mittels einer Basalplatte fest an einen harten Untergrund geheftet. Die Beine strudeln dabei als namensgebende “Rankenfüße” Nahrungspartikel zum Mund der Krebse. Das gesamte Tier ist obendrein von einem Kranz aus Kalkplättchen umgeben und kann die gesamte Struktur über eine Art Verschlussdeckel von oben abschließen.

Atemöffnung eines Grauwals umgeben von einer Kolonie von Rankenfußkrebsen. Bild Phil Konstantin unter CC BY-SA 3.0.

Was haben diese seltsamen Krebstiere nun mit den Wanderungen von Walen zu tun? Als ständige Begleiter der großen Meeressäuger könnten Rankenfußkrebse wichtige Informationen über die Wasserchemie speichern, die sich verändert je nachdem wo auf der Welt sich die Wale aufhalten. Dieser Hypothese sind Larry D. Taylor und Kollegen in einer Studie nachgegangen, die vergangenen März im Journal PNAS veröffentlicht wurde.

Die kalzitischen Plättchen der Rankenfußkrebse wachsen indem sich regelmäßig eine neue Kalkschicht bildet. Abhängig von der Zusammensetzung des Meerwassers unterscheiden sich dann auch die Isotopenverhältnisse in den Kalkplättchen je nach der beprobten Schicht. Taylor et al. interessierten sich dabei v. a. für das Verhältnis der Sauerstoffisotope (δ18O). Dieses Isotopenverhältnis ändert sich temperaturbedingt und im Zuge des Wasserkreislaufes durch Verdunstung und Niederschläge und kann deshalb auch zur Rekonstruktion von Temperaturen verwendet werden.

Um ihre Hypothese zu testen haben Taylor et al. dabei von der auf Buckelwale spezialisierten Krebsart Coronula diadema Proben entnommen und deren Isotopenwerte mit den Werten, die durch eine Migration der Wale entstehen sollten, verglichen. Und tatsächlich: das Isotopenverhältnis in den Kalkplatten von C. diadema spiegelt das Wanderungsverhalten der Buckelwale wieder. Auch die δ18O-Werte der auf Grauwale spezialisierten Art Cryptolepas rhachianecti entsprechen laut der Analyse der Wissenschaftler den Migrationsbewegungen der bevorzugten Walart.

Diese Ergebnisse haben nun auch Einfluss auf das anfängliche Problem: wie rekonstruiert man regionales Verhalten bei ausgestorbenen Tieren?

Riesenwuchs im Pleistozän

Taylor et al. haben zusätzlich zu ihren ersten Analysen auch fossile Exemplare von Coronula und Cryptolepas aus dem Pleistozän von Panama und Kalifornien ausgewertet, die aller Wahrscheinlichkeit nach damals bereits die Vorfahren der heutigen Buckel- und Grauwale besiedelten. Und auch hier fanden die Wissenschaftler passende Isotopenwerte, wir hätten hier also einen indirekten Beleg, dass die Vorfahren der heutigen Buckel- und Grauwale bereits seit einigen hunderttausend Jahren ein Migrationsverhalten zeigen. Doch warum wandern große Bartenwale überhaupt?

Die Ozeane vor dem Pleistozän. Der riesige Hai Otodus megalodon jagt zwei frühe Bartenwale der Art Eobalaenoptera harrisoni. Bild Karen Carr unter CC BY 3.0

Die Evolution von Riesenwuchs in Bartenwalen und offenbar auch ihr ausgeprägtes Wanderungsverhalten fällt offenbar in den Übergang vom Plio- zum Pleistozän (vor etwa 2,6 Mio. Jahren). Mit den damals einschreitenden Klimaveränderungen folgte ein verstärktes Upwelling von nährstoffreichem Wasser in den höheren Breiten, sodass diejenigen Arten einen Überlebensvorteil hatten, die saisonal diese nährstoffreichen Regionen erreichen konnten. Der Riesenwuchs wäre dabei eine Anpassung um über längere Strecken mit weniger Nahrung auszukommen. Auch ein Riesenwuchs als Reaktion auf die Fressfeinde der mio- und pliozänen Bartenwale wie den riesigen Hai Otodus megalodon, der ungefähr zur selben Zeit verschwand, wurde diskutiert. Insgesamt sprechen mit der neuen Arbeit von Taylor und Kollegen die Belege aber doch eher für klimatologische Gründe.

Übrigens ist bereits 2006 einem Team um Giovanni Bianucci aufgefallen, dass sich an der Plio-Pleistozän Grenze weltweit Fossilien des Buckelwalsiedlers Coronula diadema finden lassen. Die Paarungsgründe lagen damals anscheinend, anders als heute, in der Mittelmeerregion.

Literatur:

  • Bianucci, G., Landini, W., & Buckeridge, J. (2006). Whale barnacles and Neogene cetacean migration routes. New Zealand Journal of Geology and Geophysics, 49(1), 115-120. doi: 10.1080/00288306.2006.9515152
  • Taylor, L. D., O’Dea, A., Bralower, T. J., & Finnegan, S. (2019). Isotopes from fossil coronulid barnacle shells record evidence of migration in multiple Pleistocene whale populations. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201808759. doi: 10.1073/pnas.1808759116

Titelbildunterschrift: Eine Kolonie von Seepocken zusammen mit einer einzelnen Napfschnecke. Bild Richard Wheeler unter CC BY-SA 3.0.

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Pascal Abel

Pascal Abel, Jahrgang 1994, hat an der Uni Erlangen Geowissenschaften mit den Vertiefungen Paläobiologie und Angewandter Sedimentologie studiert. Derzeit arbeitet er als Doktorand am HEP Tübingen über die Schädelevolution von Landwirbeltieren. Nebenbei beschäftigt er sich auch mit ausgestorbenen Meeresreptilien und allgemein palökologischen Themen.

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