Donnerstag, 23. Juni 2016

Moderne Bildtechnologien enthüllen ungewöhnliche Zähne im Gaumen eines uralten Säugetierverwandten

     Die Untersuchung eines entfernten Säugetierverwandten aus dem Perm (Erdaltertum) durch ein internationales Team von Wissenschaftlern am Museum für Naturkunde Berlin, der University of Toronto Mississauga, und der European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble enthüllt versteckte Merkmale im Schädel, insbesondere ein sehr dichtes Feld von außergewöhnlich großen Fangzähnen im Gaumen.
In dieser Studie wird das Fossil in Vaughnictis smithae umbenannt, zu Ehren des verstorbenen Peter Vaughn, eines renommierten amerikanischen Wirbeltierpaläontologen, der es erstmalig 1965 beschrieben hat. Das kleine Fossil (geschätzte Körperlänge von 70 cm) wurde in Colorado, USA, entdeckt und ist annähernd 300 Millionen Jahre alt. Zu dieser Zeit waren die heutigen Kontinente zu einer einzigen Landmasse, dem Superkontinent Pangäa, verschmolzen und der mittlere Westen der USA war in einer paläoäquatorialen Position. Geologische Anzeichen von der Fossilfundstelle deuten darauf hin, dass Vaughnictis in einer trockenen Umgebung mit stark saisonalen Regenfällen gelebt hat.

Da es sich um kein besonders „schönes“ Fossil handelt, erhielt das Stück seit seiner Originalbeschreibung sehr wenig Aufmerksamkeit, aber das internationale Team vermutete, dass das Fossil von einer wissenschaftlichen Perspektive aus viel wichtiger ist als zuvor angenommen und spannende Geheimnisse birgt, die durch moderne bildgebende Methoden enthüllt werden können. Daher hat das Wissenschaftlerteam die intensiven Röntgenstrahlen der European Synchrotron Radiation Facility genutzt, um die zuvor im Gestein verborgenen Merkmale aufzudecken. „Die speziellen Eigenschaften der vom Synchrotron erzeugten Röntgenstrahlung ergeben einen besonders hohen Kontrast der finalen Bilder im Vergleich zu herkömmlichen laboratorischen oder medizinischen Computertomographen“ sagt Co-Autor Dr. Vincent Fernandez von der European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble.

Anhand der neu entdeckten morphologischen Merkmale konnte das Team das Fossil erstmalig der sehr wichtigen aber auch sehr rätselhaften Familie der Eothyrididae zuordnen. Es handelt sich dabei um die seltenste und basalste Gruppe der Synapsiden, der sehr langen Evolutionslinie der Säugetiere. Die Entdeckung liefert neue wertvolle Informationen über dieses wichtige Kapitel der Wirbeltierevolution vor etwa 300 Millionen Jahren, als sich die zwei Hauptzweige der Landwirbeltiere aufspalteten. Einer davon führte zu den Dinosauriern, Vögeln und anderen Reptilien, und der andere führte zu den Säugetieren; zwei spektakuläre Evolutionsgeschichten, die sich vom Erdaltertum bis heute erstrecken.

Unter den zuvor verborgenen Merkmalen, die durch diese Methode entdeckt wurden und in der Open Access Zeitschrift PLOS ONE publiziert werden, sind die ungewöhnlichen Zähne am Gaumen von Vaughnictis. Während eine ausgeprägte Gaumenbezahnung den ursprünglichen Zustand bei Landwirbeltieren darstellt, gab es einen generellen Evolutionstrend zur Reduktion oder einem kompletten Verlust dieser Zähne. Im Gegensatz dazu besaß Vaughnictis eine ausgesprochen große Anzahl von großen und dicht gepackten Zähnen im Gaumen, die zum Teil die Dimensionen der Kieferrandbezahnung erreichten. „Es gibt nicht wirklich ein heute lebendes Tier mit einer vergleichbaren Bezahnung“, sagt Erstautor Dr. Neil Brocklehurst vom Museum für Naturkunde Berlin. „Die nächsten lebenden Verwandten von Vaughnictis, die Säugetiere, haben ihre Zähne im Gaumen komplett verloren und selbst die wenigen modernen Reptilien mit vergrößerten Gaumenzähnen, wie Schlangen und die Brückenechse, sind kein offensichtliches Gegenstück für diese Art.“

„Es ist schwierig sich vorzustellen wie diese Zähne benutzt wurden, aber es ist wahrscheinlich, dass sie ideal dafür waren, um sich wehrende Beutetiere zwischen der fleischigen Zunge und dem Zahnfeld am Gaumen festzuhalten“; sagt Co-Autor Prof. Robert Reisz von der University of Toronto Mississauga.


„Es ist sehr offensichtlich, dass die Eothyrididen, die zuvor für eine Gruppe kleiner, graziler Tiere gehalten wurden, wohl eine größere ökologische Breite hatten als ursprünglich gedacht. Vaughnictis war zwar relativ klein, aber auch extrem robust und scheint nicht in das bisherige Muster der agilen Insektenfresser hinein zu passen“, sagt Co-Autor Prof. Jörg Fröbisch vom Museum für Naturkunde Berlin.

Das Projekt wurde mit Mitteln aus einem Sofja Kovalevskaja-Preis der Alexander von Humboldt-Stiftung, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft und der Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada finanziert.


Publikation:
Brocklehurst et al. (2016) A re-description of ‘Mycterosaurus’ smithae, an early Permian eothyridid, and its impact on the phylogeny of pelycosaurian-grade synapsids. PLOS ONE

Dr. Gesine Steiner PressestelleMuseum für Naturkunde - Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung



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