Tiere und Natur

Die Entwicklung der ersten Tetrapoden

Es ist eines der ikonischen Bilder der Evolution: Vor ungefähr 400 Millionen Jahren, in den prähistorischen Nebeln der geologischen Zeit, kriecht ein tapferer Fisch mühsam aus dem Wasser auf das Land und repräsentiert die erste Welle einer Wirbeltierinvasion, die dazu führt Dinosaurier, Säugetiere und Menschen. Logischerweise sind wir dem ersten Tetrapoden (griechisch für „vier Fuß“) nicht mehr zu verdanken als dem ersten Bakterium oder dem ersten Schwamm, aber etwas an diesem mutigen Tier zieht uns immer noch am Herzen.

Wie so oft passt dieses romantische Bild nicht ganz zur evolutionären Realität. Vor 350 bis 400 Millionen Jahren krochen verschiedene prähistorische Fische zu verschiedenen Zeiten aus dem Wasser, so dass es fast unmöglich war, den „direkten“ Vorfahren moderner Wirbeltiere zu identifizieren. Tatsächlich hatten viele der berühmtesten frühen Tetrapoden sieben oder acht Ziffern am Ende jedes Gliedes, und da moderne Tiere sich strikt an den Fünf-Zehen-Körperplan halten, bedeutet dies, dass diese Tetrapoden aus Sicht der USA eine evolutionäre Sackgasse darstellten prähistorische Amphibien. die ihnen folgten.

 

Ursprünge

Die frühesten Tetrapoden entwickelten sich aus „Lappenflossen“ -Fischen, die sich in wichtigen Punkten von „Rochenflossen“ -Fischen unterschieden. Während Rochenfische heute die häufigste Fischart im Ozean sind, sind Lungenfische und Coelacanths die einzigen Lappenfische auf dem Planeten , von denen angenommen wurde, dass sie vor zig Millionen Jahren bis zu ihrem Leben ausgestorben sind Das Exemplar wurde 1938 aufgedeckt. Die Bodenflossen von Fischen mit Lappenflossen sind paarweise angeordnet und werden von inneren Knochen getragen – die notwendigen Bedingungen, damit sich diese Flossen zu primitiven Beinen entwickeln können. Lappenfische aus der Devon- Zeit konnten bereits bei Bedarf Luft über „Spirakel“ in ihren Schädeln atmen.

Experten unterscheiden sich hinsichtlich der Umweltbelastungen, die dazu führten, dass sich Lappenfische zu wandelnden, atmenden Tetrapoden entwickelten. Eine Theorie besagt jedoch, dass die flachen Seen und Flüsse, in denen diese Fische lebten, Dürreperioden ausgesetzt waren, die Arten begünstigten, die unter trockenen Bedingungen überleben konnten. Eine andere Theorie besagt, dass die frühesten Tetrapoden von größeren Fischen buchstäblich aus dem Wasser gejagt wurden – trockenes Land beherbergte eine Fülle von Insekten- und Pflanzenfutter und ein deutliches Fehlen gefährlicher Raubtiere. Jeder Fisch mit Lappenflossen, der an Land stolperte, hätte sich in einem wahren Paradies befunden.

In evolutionärer Hinsicht ist es schwierig, zwischen den fortschrittlichsten Lappenflossenfischen und den primitivsten Tetrapoden zu unterscheiden. Drei wichtige Gattungen, die sich dem Ende des Spektrums der Fische näherten, waren Eusthenopteron, Panderichthys und Osteolopis, die ihre gesamte Zeit im Wasser verbrachten und dennoch latente Tetrapodeneigenschaften aufwiesen. Bis vor kurzem stammten diese Tetrapoden-Vorfahren fast alle aus fossilen Lagerstätten im Nordatlantik, aber die Entdeckung von Gogonasus in Australien hat den Kibosh auf die Theorie gebracht, dass Landtiere aus der nördlichen Hemisphäre stammen.

 

Frühe Tetrapoden und „Fischapoden“

Wissenschaftler waren sich einmal einig, dass die frühesten echten Tetrapoden vor etwa 385 bis 380 Millionen Jahren datiert wurden. Dies hat sich mit der jüngsten Entdeckung von Tetrapoden-Spuren in Polen vor 397 Millionen Jahren geändert, die den Evolutionskalender effektiv um 12 Millionen Jahre zurückverfolgen würden. Wenn dies bestätigt wird, wird diese Entdeckung zu einer Überarbeitung des evolutionären Konsenses führen.

Wie Sie sehen können, ist die Tetrapodenentwicklung alles andere als in Stein gemeißelt – Tetrapoden haben sich an verschiedenen Orten mehrfach entwickelt. Dennoch gibt es einige frühe Tetrapodenarten, die von Experten als mehr oder weniger endgültig angesehen werden. Das wichtigste davon ist Tiktaalik, von dem angenommen wird, dass es auf halbem Weg zwischen den tetrapodenartigen Lappenflossenfischen und den späteren echten Tetrapoden liegt. Tiktaalik wurde mit dem primitiven Äquivalent von Handgelenken gesegnet – was ihm möglicherweise geholfen hat, sich auf seinen stumpfen Vorderflossen entlang der Ränder flacher Seen abzustützen – sowie mit einem echten Hals, der ihm während seiner Schnelligkeit die dringend benötigte Flexibilität und Beweglichkeit verlieh Sprünge auf trockenes Land.

Aufgrund seiner Mischung aus Tetrapoden- und Fischeigenschaften wird Tiktaalik oft als „Fischapod“ bezeichnet, ein Name, der manchmal auch für fortgeschrittene Lappenflossenfische wie Eusthenopteron und Panderichthys verwendet wird. Ein weiterer wichtiger Fischapod war Ichthyostega, der etwa fünf Millionen Jahre nach Tiktaalik lebte und ähnlich respektable Größen erreichte – etwa fünf Fuß lang und 50 Pfund.

 

Echte Tetrapoden

Bis zur jüngsten Entdeckung von Tiktaalik war Acanthostega die berühmteste aller frühen Tetrapoden , die vor etwa 365 Millionen Jahren datiert wurde. Diese schlanke Kreatur hatte relativ gut entwickelte Gliedmaßen sowie solche „fischartigen“ Merkmale wie eine seitliche sensorische Linie, die entlang der Länge ihres Körpers verläuft. Andere, ähnliche Tetrapoden dieser allgemeinen Zeit und dieses allgemeinen Ortes schlossen Hynerpeton, Tulerpeton und Ventastega ein.

Paläontologen glaubten einst, dass diese späten devonischen Tetrapoden einen erheblichen Teil ihrer Zeit auf trockenem Land verbrachten. Heute wird jedoch angenommen, dass sie hauptsächlich oder sogar vollständig aquatisch waren und ihre Beine und primitiven Atemgeräte nur dann verwendeten, wenn dies unbedingt erforderlich war. Das bedeutendste Ergebnis dieser Tetrapoden war die Anzahl der Ziffern an ihren Vorder- und Hintergliedern: zwischen 6 und 8, ein starkes Indiz dafür, dass sie nicht die Vorfahren späterer Fünfzehen-Tetrapoden und ihrer Säugetiere, Vögel und Vögel sein konnten Nachkommen von Reptilien.

 

Romers Lücke

In der frühen Karbonperiode gibt es eine 20 Millionen Jahre lange Zeitspanne, in der nur sehr wenige Wirbeltierfossilien gefunden wurden. Bekannt als Romer’s Gap, wurde diese leere Periode im Fossilienbestand verwendet, um die Zweifel der Kreationisten an der Evolutionstheorie zu stützen. Sie lässt sich jedoch leicht dadurch erklären, dass sich Fossilien nur unter ganz b
esonderen Bedingungen bilden. Romers Lücke wirkt sich besonders auf unser Wissen über die Tetrapodenentwicklung aus, denn wenn wir die Geschichte 20 Millionen Jahre später (vor etwa 340 Millionen Jahren) aufgreifen, gibt es eine Fülle von Tetrapodenarten, die in verschiedene Familien eingeteilt werden können, von denen einige sehr nahe beieinander liegen echte Amphibien.

Unter den bemerkenswerten Tetrapoden nach der Lücke befindet sich die winzige Casineria, die fünf Zehenfüße hatte; das aalähnliche Greererpeton, das sich möglicherweise bereits von seinen eher landorientierten Tetrapoden-Vorfahren „entwickelt“ hat; und die salamanderartigen Eucritta melanolimnetes, auch bekannt als „die Kreatur aus der Schwarzen Lagune“, aus Schottland. Die Vielfalt späterer Tetrapoden ist ein Beweis dafür, dass während Romers Lücke evolutionär viel passiert sein muss.

Glücklicherweise konnten wir in den letzten Jahren einige der Lücken von Romer’s Gap füllen. Das Skelett von Pederpes wurde 1971 entdeckt und drei Jahrzehnte später von weiteren Untersuchungen durch die Tetrapoden-Expertin Jennifer Clack auf Romer’s Gap datiert. Bezeichnenderweise hatte Pederpes nach vorne gerichtete Füße mit fünf Zehen und einem schmalen Schädel, wie sie bei späteren Amphibien, Reptilien und Säugetieren zu beobachten waren. Eine ähnliche Art, die während Romer’s Gap aktiv war, war die großschwänzige Whatcheeria, die die meiste Zeit im Wasser verbracht zu haben scheint.

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