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11.05.2011 09:38

Auf den Zahn gefühlt: Der eigenartige Fressmechanismus der ersten Wirbeltiere

Aus Knochen gebildete Kiefer sind im Tierreich weit verbreitet. Doch ihre evolutionsgeschichtliche Entstehung ist ungeklärt. Jetzt zeigt ein schweizerisch-französisches Forschungsteam unter der Leitung von Paläontologen der Universität Zürich anhand neuer Funde und eines animierten 3D-Modells erstmals, wie die ältesten Wirbeltiere frassen und dass diese im Maul eine Art Umlenkrolle besassen, mit der sie die Zunge vorwärts und rückwärts bewegten.


Wie sich Kiefer im Lauf der Evolution entwickelten, ist bis heute ein ungeklärtes Rätsel. Unter der Leitung des Paläontologen Nicolas Goudemand machten sich Forscher der Universität Zürich und der European Synchrotron Radiation Facility daran, dieses Rätsel zu lösen. Hinweise auf die Entwicklung des Kiefers können an rezenten und vorzeitlichen kieferlosen Tieren gewonnen werden. Die Forscher untersuchten Fossilien von sogenannten Conodonten. Conodonten sind ausgestorbene aalartige Tiere. Ihr genaues verwandtschaftliches Verhältnis zu den eigentlichen Wirbeltieren ist nicht geklärt. Für ihre vom Schweizerischen Nationalfonds finanzierte und eben im amerikanischen Wissenschaftsmagazin PNAS veröffentlichte Arbeit analysierten die Wissenschaftler neue Conodonten-Fossilien, die aus der Zeit des grössten Massensterbens am Übergang von Perm zur Trias stammen.

Zahnartige Gebilde auf den Oberlippen
Bei einigen der neuen, aus China stammenden Fossilien stellten die Forscher mehrere zahnartige miteinander verschmolzene Gebilde fest, die eine ungewöhnliche Position im Maul einnahmen. Aufgrund dieser Feststellungen und der Neubewertung von anderen ungewöhnlich ausgebildeten Conodonten-Fressapparaten entwickelten die Wissenschaftler ein animiertes 3D-Modell. Das Modell zeigt, wie Conodonten frassen und dass die meisten Conodonten zwei Oberlippen haben mussten. Auf jeder Oberlippe befand sich ein langes, fangzahnartiges Gebilde. Conodonten hatten auch eine Art Zunge, auf der sich ein komplexer Satz stachliger oder kammähnlicher «Zähne» befand. Die «Zunge» lag auf einem umlenkrollenartigen Knorpel und konnte dank zwei entgegen gesetzt wirkenden Muskeln vorwärts und rückwärts bewegt werden. Um Futter zu ergreifen, benützten Conodonten «Zunge» und Lippen. Zwei Paar relativ robuster, manchmal stockzahnartigen «Rachenzähne» zermahlten oder zerschnitten die Nahrung.

Ähnlichkeit mit Neunaugen
Der eigenartige Ernährungsmechanismus der Conodonten ist demjenigen der heute noch lebenden Neunaugen ziemlich ähnlich. Neunaugen gelten als die mutmasslich nächsten Verwandten der ausgestorbenen Conodonten. Die neuen Erkenntnisse bestätigen, dass Conodonten entwicklungsgeschichtlich als primitive Wirbeltiere einzustufen sind. Aufgrund des vergleichbaren Ernährungsmechanismus und anderer Ähnlichkeiten müssen Neunaugen und Conodonten einen gemeinsamen Vorfahren haben. Dieser gehört evolutionsgeschichtlich mit zu den ersten Wirbeltieren. Auch der gemeinsame Vorfahre sollte eine auf einem umlenkrollenartigen Knorpel gelagerte Zunge gehabt und somit auf die gleiche Art wie die ausgestorbenen Conodonten gefressen haben.

Literatur:
Nicolas Goudemand, Michael J. Orchard, Séverine Urdy, Hugo Bucher, Paul Tafforeau, Synchrotron-aided reconstruction of the conodont feeding apparatus and implications for the mouth of the first vertebrates, PNAS early edition, doi 10.1073/pnas.1101754108

 


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