Eine 390 Millionen Jahre alte fischähnliche Kreatur wurde als einer unserer ersten Vorfahren entlarvt

Sie würden wahrscheinlich nicht erwarten, in Ihrem Stammbaum ein 390 Millionen Jahre altes fischähnliches Wesen mit vier Gliedmaßen zu finden.

Aber eine neue Studie zeigt, dass die Kreatur namens Palaeospondylus gunni einer unserer frühesten Vorfahren gewesen sein könnte.

Fossilien der aalähnlichen Kreatur sind in Caithness, Schottland, in Hülle und Fülle zu finden und wurden dort erstmals 1890 entdeckt.

Experten fanden es seitdem schwierig, es auf dem Evolutionsbaum zu platzieren, da Palaeospondylus etwa 5 cm lang war, was die Rekonstruktion des Schädels schwierig machte.

Jetzt hat Shigeru Kuratani von der RIKEN Leading Research Group in Japan Beweise dafür entdeckt, dass die Kreatur einen Kiefer und vier Gliedmaßen hatte.

Die Ergebnisse platzieren das Tier am Ende des Stammbaums der Wirbeltiere – einschließlich des Menschen.

Palaeospondylus gunni ist ein uraltes Wirbeltier, von dem Wissenschaftler glauben, dass es einer der ältesten Vorfahren von vierbeinigen Kreaturen gewesen sein könnte – einschließlich Menschen. Im Bild: Rekonstruktion des Palaeospondylus durch Röntgentomographie

Wissenschaftler der Universität Tokio und der RIKEN Leading Research Group entdeckten Schädelmerkmale, die Palaeospondylus in die Klasse der Tetrapodomorphe einordneten

Wissenschaftler der Universität Tokio und der RIKEN Leading Research Group entdeckten Schädelmerkmale, die Palaeospondylus in die Klasse der Tetrapodomorphe einordneten

Vor diesen neuen Entdeckungen wurde angenommen, dass die Kreatur Merkmale mit Fischen mit und ohne Kiefer teilt.

Vor diesen neuen Entdeckungen wurde angenommen, dass die Kreatur Merkmale mit Fischen mit und ohne Kiefer teilt.

Die Familie treffen! Palaeospondylus gunni

Palaeospondylus gunni ist ein uraltes Wirbeltier mit flachem Kopf und aalähnlichem Körper, das auf dem Grund eines tiefen Süßwassersees lebte.

Sie ernähren sich von Blättern, Tierresten und anderen organischen Abfällen, die von umliegenden Landgemeinschaften auf den Boden gefallen sind.

Es reicht bis vor 390 Millionen Jahren zurück, als die ersten Wirbeltiere begannen, sich ihren Weg aus dem Wasser zu bahnen.

Für diese Pionierfische erleichterte die Anpassung der Flossen in den Gliedmaßen den Übergang – was später zu Säugetieren, Vögeln und Reptilien führte.

Bisher wurde angenommen, dass die Kreatur Merkmale mit Fischen mit und ohne Kiefer teilt.

Es wurden keine Fossilien entdeckt, die darauf hindeuten, dass Palaeospondylus – der vor etwa 390 Millionen Jahren im Devon lebte – Zähne oder ledrige Knochen hatte.

Die Kreatur hatte einen flachen Kopf, der dem Körper einer Seeschlange ähnelte, und lebte auf dem Grund eines Süßwassersees im äußersten Nordosten der Highlands.

Er hatte ein seltsames korbartiges Organ auf seiner Nase und eine gut entwickelte knorpelige Wirbelsäule – aber keine sichtbaren Flossen.

Die Forscher fanden heraus, dass Palaeospondylus aufgrund seines knorpeligen Skeletts und des Fehlens paariger Anhängsel wahrscheinlich ein Mitglied von Sarcopterygii war, einer Gruppe von Lappenflossenfischen.

Der Meeresorganismus ernährt sich von Blättern, Tierresten und anderen organischen Abfällen, die aus dem umliegenden Land auf den Grund des Sees gefallen sind.

Damals lag die Landmasse Schottlands südlich des Äquators, wo sich heute Zentralafrika befindet, daher war die Umgebung heiß und halbtrocken.

Die Geschichte von Palaeopondylus reicht bis zu einem entscheidenden Punkt in der Geschichte zurück, als die ersten Wirbeltiere ihren Weg aus dem Wasser fanden.

Die Anpassung ihrer Flossen an die Gliedmaßen erleichterte den Übergang – aus dem später Säugetiere, Vögel und Reptilien hervorgingen.

Die Forscher von RIKEN verwendeten Röntgenstrahlen des SPring-8-Synchrotrons, um hochauflösende Mikro-CT-Bilder des Fisches zu erzeugen.

Coratani und sein Team wählten die Fossilien sorgfältig aus, wobei die Köpfe vollständig in den Felsen eingebettet waren, um ein möglichst genaues Bild des Schädels zu erhalten.

Der Hauptautor Tatsuya Hirasawa von der Universität Tokio sagte: „Durch die Auswahl der besten Exemplare für CT-Scans und das Beschneiden der Felsen rund um den versteinerten Schädel konnten wir die Genauigkeit der Scans verbessern.

“Obwohl diese Vorbereitungen keine vollständig fortschrittliche Technologie sind, waren sie sicherlich der Schlüssel zu unserem Erfolg.”

Aus Fossilien von Palaeospondylus erstellte Bilder zeigen, dass er einen flachen Kopf, einen aalähnlichen Körper, ein korbähnliches Organ auf seiner Nase und eine knorpelige Wirbelsäule hatte

Aus Fossilien von Palaeospondylus erstellte Bilder zeigen, dass er einen flachen Kopf, einen aalähnlichen Körper, ein korbähnliches Organ auf seiner Nase und eine knorpelige Wirbelsäule hatte

Wissenschaftler fanden drei halbkreisförmige Kanäle, die bestätigten, dass die Kreatur wahrscheinlich einen Kiefer hatte.

Hirasawa fügte hinzu: „Als Tetrapode hat Palaeospondylus einen Unterkiefer, der zu klein für den Schädel ist, und die Mundöffnung wurde zurückgezogen.

Dies kommt in einer Gruppe von heute lebenden Amphibien vor, die Caecilians genannt werden.

Der “eingefahrene” Kiefer, zusammen mit der ungewöhnlich flachen Kopfform, stellte wahrscheinlich eine Anpassung an einen Lebensraum dar, der am Boden lebt, da er eine Saugfütterung ermöglichte.

Die Forscher entdeckten auch die kraniofazialen Merkmale, die Palaeospondylus in die vierbeinige Kategorie einordneten.

Das mittels Synchrotron-Computertomographie rekonstruierte Schädelskelett von Palaeospondylus gunni aus A: Dorsalansicht, B: Ventralansicht und C: linke seitliche Schrägansicht

Das mittels Synchrotron-Computertomographie rekonstruierte Schädelskelett von Palaeospondylus gunni aus A: Dorsalansicht, B: Ventralansicht und C: linke seitliche Schrägansicht

A: Position des in den Fels eingebetteten Schädelskeletts von Palaeospondylus, B: Dorsalansicht des Schädelskeletts, C: Ventralansicht des Schädelskeletts, D: separate Skelettteile

A: Position des in den Fels eingebetteten Schädelskeletts von Palaeospondylus, B: Dorsalansicht des Schädelskeletts, C: Ventralansicht des Schädelskeletts, D: separate Skelettteile

Zähne, Hautknochen und paarige Anhängsel sind nicht mit Palaeospondylus assoziiert.

Professor Hirasawa sagte: „Ob diese Merkmale evolutionär verloren gegangen sind oder ob die natürliche Evolution in den Fossilien auf halbem Weg eingefroren ist, wird vielleicht nie bekannt sein.

“Diese Entwicklung hat jedoch möglicherweise die Entwicklung neuer Funktionen wie Gliedmaßen erleichtert.”

Professor Hirasawa fügte hinzu: „Die eigentümliche Morphologie von Palaeospondylus, die mit den vierbeinigen Larven verglichen werden kann, ist aus evolutionsgenetischer Sicht sehr interessant.

Vor diesem Hintergrund werden wir weiterhin die evolutionären Gene untersuchen, die zu dieser und anderen morphologischen Veränderungen geführt haben, die beim Übergang vom Wasser zum Land in der Geschichte der Wirbeltiere aufgetreten sind.

Wie haben wir Paleospondylus entdeckt?

Palaeospondylus-Fossilien wurden erstmals um 1890 in der Grundfischerei von Achanarras in Caithness, Schottland, entdeckt.

Sie wurden von den Amateur-Paläontologen Marcus und John John gefunden – Cousins, die in der Nähe des Akanara-Steinbruchs leben.

Seitdem wurden an derselben Stelle weitere Proben ausgegraben, und einige weitere wurden an zwei nahe gelegenen Stellen gefunden.

Diese Art ist nirgendwo sonst auf der Welt bekannt und ist ein einzigartiges Beispiel für das frühe Leben von Fischen auf der Erde.

Die Forschung wurde mit Dr. Daisy (Yoji) Ho an der Australian National University durchgeführt.

Der Doktorand sagte: „Dieses seltsame Tier stellt die Wissenschaftler seit seiner Entdeckung im Jahr 1890 vor ein Rätsel, das nicht zu lösen ist.

Morphologische Vergleiche dieses Tieres waren für Wissenschaftler schon immer sehr schwierig.

Jüngste Verbesserungen bei der Segmentierung und hochauflösenden 3D-Visualisierung haben diese zuvor unmögliche Aufgabe jedoch möglich gemacht.

„Ein gut erhaltenes Exemplar wie das von uns verwendete zu finden, ist wie ein Sechser im Lotto, oder sogar noch besser!“

Die neuen Erkenntnisse bedeuten, dass Wissenschaftler eine Reihe unbekannter morphologischer Merkmale und der Evolutionsgeschichte der vierbeinigen Tiere entschlüsseln können.

„Trotz der Untersuchung ist es immer noch schwierig, die Identität des Tieres mit 100-prozentiger Genauigkeit zu bestimmen“, fügte Dr. Ho hinzu.

„Selbst mit diesen neuen Informationen sind langfristige Untersuchungen mit der gemeinsamen Anstrengung von Wissenschaftlern aus der ganzen Welt erforderlich, um uns eine perfekte Antwort darauf zu geben, was eigentlich Palaeospondylus gunni ist.“

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