Hightech-CT offenbart evolutionäre Anpassung ausgestorbener Krokodilverwandter beim Übergang vom Land ins Wasser

(19.06.2020) Der Baum des Lebens ist reich an Arten, die vom Wasser aufs Land übergegangen sind. Einige Arten nahmen jedoch die entgegengesetzte Richtung. Neue Einblicke in die Anatomie des Innenohrs des prähistorischen Reptils Thalattosuchia enthüllen jetzt Details über einen dieser Wendepunkte der Evolution.

Während des Mesozoikums gingen die ausgestorbenen Krokodilverwandten nach einer langen halb-aquatischen Phase vollständig zur marinen Lebensweise über. Während dieses Prozesses passte sich das Skelett der Thalattosuchia schrittweise an den neuen Lebensraum Wasser an.

Insbesondere die Anpassung des Gleichgewichtssystems im Innenohr dieses Reptils führte zu einer verbesserten Schwimmfähigkeit.

Im Vergleich zu Walen, die sich ohne längeres halb-aquatisches Stadium schnell an das Leben im Wasser anpassten, ist dies ein auffallend anderer Evolutionspfad für denselben Übergang.

Diese neuen Erkenntnisse eines internationalen Forschungsteams sind durch den Einsatz eines Canon Hightech-Computertomographen (CT) des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) möglich geworden.


3-D-Rekonstruktion des Thalattosuchian

Die Forschungsergebnisse sind in den „Proceedings of the National Acadamy of Sciences of the USA“ veröffentlicht.

Thalattosuchia-Arten existierten während des Mesozoikums vor etwa 182 bis 125 Millionen Jahren und entwickelten sich von ihren landlebenden Vorfahren zu schnell schwimmenden Raubtieren.

Unter der Leitung von Wissenschaftler*innen der School of Geosciences der Universität Edinburgh untersuchte ein internationales Forschungsteam, welche evolutionären Veränderungen diese Krokodilverwandten bei ihrem Übergang vom Land ins Meer entwickelten.

Dabei konzentrierte sich das Team auf eines der wichtigsten Gleichgewichtsorgane der Wirbeltiere – das Innenohr.

Mithilfe hochauflösender Computertomographie (CT) wurden die Schädel von 18 Thalattosuchia aus dem Zeitraum spätes Trias bis frühe Kreidezeit gescannt, um einen Großteil der Evolutionsgeschichte der Krokodilverwandten (Crocodylomorpha) abzubilden.

Die CT-Scans wurden mit den Scans von modernen Krokodilen verglichen. Ein Teil der CT-Scans wurde am Leibniz-IZW in Berlin durchgeführt.

Die Röntgen-Scans offenbaren detaillierte Veränderungen im Gleichgewichtsorgan des Innenohrs, insbesondere im knöchernen Labyrinth, welches eine entscheidende Rolle bei der Wahrnehmung von Gleichgewicht und der räumlichen Orientierung spielt.

„Thalattosuchia-Arten entwickelten bei ihrem Übergang vom Land zum Meer ein auffallend kompaktes, reduziertes und verdicktes knöchernes Labyrinth, welches an verkleinerte Labyrinthe anderer mariner Reptilien und solcher von Walen erinnert“, erklärt Guido Fritsch, Wissenschaftler und CT-Experte am Leibniz-IZW.

„Ausgestorbene landlebende Krokodile hatten dagegen ein längeres und schmaleres Innenohrlabyrinth. Die Labyrinthe von halb-aquatischen Krokodilen, zu denen auch moderne Krokodile zählen, sind länger und kompakter als jene ihrer an Land lebenden Verwandten.“

Diese Ergebnisse verdeutlichen, dass die Morphologie des Innenohrs eng mit dem Lebensraum der Tiere zusammenhängt.

Interessanterweise reduzierten die Thalattosuchia-Arten das knöcherne Labyrinth im Innenohr erst nach einer langen halb-aquatischen Phase, die mehrere zehn Millionen Jahre dauerte. Während dieser Phase veränderte sich zuerst ihr Skelett - Gliedmaße wurden zu Flossen, der Körper nahm eine stromlinienförmige Gestalt an.

Dies erlaubte ihnen, sich im Wasser zu bewegen und verbesserte ihr Schwimmvermögen. Erst danach entwickelten sich die Veränderungen im Innenohr, womöglich als Reaktion auf veränderte sensorische Anforderungen, da die Thalattosuchia in tiefere, offene Gewässer vorstießen.

Diese Anpassung unterscheidet sie von Walen, bei denen das Innenohrlabyrinth schon bald nach deren Übergang vom Land ins Wasser stark reduziert wurde, ohne dass es eine lange semi-aquatische Zwischenphase gab. Thalattosuchia und Wale nahmen somit unterschiedliche Entwicklungswege für dieselbe Art von Übergang.

Zukünftige Untersuchungen sollen aufdecken, welche Vorteile ein verkleinertes Innenohrlabyrinth bei einer aquatischen Lebensweise bietet, wie schnell die Thalattosuchia die Veränderungen im Innenohr beim Übergang vom Land ins Wasser entwickelten und wie sich andere Sinnesorgane während dieser Zeit veränderten.


Weitere Meldungen

Gut erhaltener Schädel von Orientalosuchus naduongensis.; Bildquelle: Senckenberg

Fossiler Krokodilverwandter entdeckt

übinger Senckenberg-Wissenschaftler haben eine neue fossile Gruppe innerhalb der Krokodilverwandten entdeckt. Anhand von knapp 30 Fossilfunden aus der eozänen Fundstelle Na Duong in Vietnam konnten die Forschenden den neuen Abstammungszweig beschreiben.
Weiterlesen

Zoo Zürich

Unfall mit Philippinen-Krokodil im Zoo Zürich

Am Montagnachmittag, 23.12.2019, hat sich im Exotarium ein Vorfall mit dem männlichen Philippinen-Krokodil ereignet. Dabei wurde eine Tierpflegerin an der Hand verletzt
Weiterlesen

Krokodile nutzen neuronale Karten, um die Richtung einer Schallquelle zu orten.; Bildquelle: Ruth M. Elsey/Rockefeller Wildlife Refuge in Louisiana

Krokodile benutzen genau wie Vögel neuronale Karten, um die Richtung von Geräuschen zu orten.

Das haben Dr. Lutz Kettler von der Technischen Universität München (TUM) und Prof. Catherine Carr von der University of Maryland in einer neuen Studie herausgefunden
Weiterlesen

Leistenkrokodil; Bildquelle: Yusuke Fukuda

Krokodilangriffe steigen in Südostasien an, seit die Tiere unter Naturschutz stehen

Der südostasiatische Inselstaat Osttimor hat ein Problem mit Krokodilen. Von 2007 bis 2014 kam es dort zu einer starken Zunahme von Angriffen auf Menschen. Häufig enden solche Attacken tödlich
Weiterlesen

Mehdi Behroozi, Felix Ströckens und Xavier Helluy (von links) konnten zum ersten Mal Krokodilgehirne mit Kernspintomografie untersuchen.; Bildquelle: RUB, Marquard

Was passiert im Gehirn eines Krokodils, wenn es komplexe Klänge hört?

Diese Frage konnte ein internationales Forscherteam unter der Leitung von Dr. Felix Ströckens vom Lehrstuhl für Biopsychologie der Ruhr-Universität Bochum (RUB) beantworten
Weiterlesen

Mit seinen gut 12 Metern war der Purussaurus in Venezuela der König der Krokodile; Bildquelle: UZH

Was Versteinerungen und Knochen über die Evolution der Krokodile verraten

Krokodile - die archaisch anmutenden, räuberischen Reptilien – sind faszinierend. Beeindruckend ist auch die über 230 Millionen Jahre andauernde Entwicklungsgeschichte dieser Tiere
Weiterlesen

Nachzucht von Beulenkrokodilen in Wien; Bildquelle: Daniel Zupanc

Nachzucht von Beulenkrokodilen in Wien

Premiere im Tiergarten Schönbrunn: Bei den Beulenkrokodilen sind im November 2010 drei Jungtiere geschlüpft - der erste Krokodilnachwuchs überhaupt in der Geschichte des Zoos
Weiterlesen

Kanarienvogel; Bildquelle: wikipedia

Kanarienvogelrasse wird zwangsläufig schwerhörig – Genetische Störung setzt erst nach Schlüpfen ein

Im Gegensatz zu Säugetieren können Vögel Haar-Sinneszellen im Innenohr ersetzen, die durch übermäßig laute Geräusche oder giftige Substanzen zerstört wurden
Weiterlesen


Wissenschaft


Universitäten


Neuerscheinungen

09.10.