Studie untersucht Entwicklungsgeschichte der ältesten bekannten Vierfüßer
Zwar wird der Fossilbeleg zur Bestimmung des Aussehens von Tieren genutzt, aber Forscher haben wesentliche Unterschiede in Aussehen und Lebensweise von Jungtieren und ausgewachsenen Tieren erkannt. Neue internationale Forschungen, die in Science veröffentlicht wurden, bieten jedoch weitere Belege dafür, dass einige der ältesten Landwirbeltiere mehrere Veränderungen der Lebensweise während ihrer Reife durchgemacht haben. Die Forscher von den Universitäten Uppsala in Schweden, Cambridge im Vereinigten Königreich und Duke in den USA untersuchten die fossilen Oberarmknochen der Gattungen Ichthyostega und Acanthostega, den beiden "vierfüßigen Fischen" aus Grönland. Das neue Material ergab unterschiedliche ontogenetische Verläufe (also des Verlaufs ihrer Entwicklung von einer befruchteten Eizelle bis zur Reife) für ihre Vorderextremitäten. Die Tiere lebten im Zeitalter des Devon, einer Periode innerhalb des Paläozoikums, der Zeit vor 416 Millionen bis 359,2 Millionen Jahren. Der Name wurde von Devon in England abgeleitet, wo Forscher erstmals Gesteine aus diesem Zeitalter untersuchten. Im Erdzeitalter des Devon entwickelten sich bei den ersten Fischen Beine, und sie begannen auf dem Land als Tetrapoden, d. h. Wirbeltiere mit vier Beinen, zu laufen. Wie die Forscher berichteten, lebten Ichthyostega und Acanthostega vor etwa 365 Millionen Jahren und gehörten zu den ersten Wirbeltieren mit Vorder- und Hinterextremitäten anstelle von Paarflossen. Sie sind nach Meinung der Forschungsgruppe Teil der gemeinsamen Stammgruppe aller lebenden Amphibien, Reptilien, Säugetiere und Vögel. Beide werden aufgrund mehrerer nahezu vollständiger Skelette als die ältesten bekannten Tetrapoden angesehen, aber der Acanthostega wird als primitiver eingeschätzt. Bei ihren Untersuchungen fanden die Forscher mehrere halb und vollständig ausgewachsene Oberarmknochen der beiden vierfüßigen Fischgattungen. Dadurch konnten sie bestimmen, wie sich die Knochenform im Wachstumsverlauf des Tieres veränderte. Auf Grundlage ihrer Analysen hatten die beiden Tiergattungen unterschiedliche Entwicklungsgeschichten. "Der Oberarmknochen liefert sehr viele Informationen über die Lebensweise des Tieres, weil seine Form Hinweise auf das Bewegungsmuster gibt und uns beispielsweise verrät, ob das Tier das Vorderteil seines Körpers frei vom Boden abheben konnte", erklärte Professor Per Ahlberg vom Institut für Physiologie und Entwicklungsbiologie an der Universität Uppsala in Schweden. Beim Vergleich der zwei Fischgattungen fanden die Forscher heraus, dass Ichthyostega mehr als Acanthostega auf dem Land lebte, weil er kräftige Extremitäten und nur eine kleine Schwanzflosse hatte. "Das Muster von Muskelansatzprozessen an kleinen Humeri (Oberarmknochen) ähnelt denen der "fischartigen" Mitglieder der Tetrapoden aus der Kronengruppe", schrieben die Autoren in ihrem Aufsatz. Er konnte seine Vorderextremitäten besser anpassen, um sein Gewicht im ausgewachsenen Zustand zu tragen. Bei Acanthostega weisen die kleinen und großen Humeri das Kronengruppenmuster auf: Er hat schwächere Extremitäten und eine große Schwanzflosse. Die Forscher fanden keine entsprechenden Veränderungen bei diesem Tier. "Wahrscheinlich legten beide Tiergattungen ihre Eier im Wasser ab, genau wie moderne Amphibien, was bedeutete, dass der auf dem Land lebende Ichthyostega anders als der im Wasser lebende Acanthostega eine Umwandlung der Lebensweise durchmachen musste, als er von der Larve zum ausgewachsenen Tier heranwuchs", vermutet Professor Ahlberg. "Wir schließen daraus, dass Ichthyostega sich im Laufe seiner Entwicklungsgeschichte stärker an die Fortbewegung an Land anpassen musste", wie die Autoren schlussfolgerten. "Insgesamt betrachtet, sind die relativen phylogenetischen (stammesgeschichtlichen) Einordnungen von Ichthyostega und Acanthostega am besten als unsicher zu betrachten. Ichthyostega kann durchaus als die basalere (d. h. die früher abweichende) der beiden Gattungen angesehen werden." Die Einstufung der mehr an das Land angepassten Gattung Ichthyostega lässt "ein Szenario schneller frühzeitiger Anpassung an das Landleben erkennen, das sich vom gegenwärtig dominierenden 'aquatischen Tetrapoden-Modell des Devon' eher unterscheidet", erklärten sie.
Länder
Schweden, Vereinigtes Königreich, Vereinigte Staaten