Riesige Krokodil-Verwandte, die nie Kaulquappen waren: Fossile Babys revolutionieren die Evolutionsbiologie

Was die Fossilien zeigen

Die Fossilien umfassen Dutzende von Exemplaren, wobei zwei „zentrale“ Baby-Embolomere den Kern der Untersuchung bildeten. Embolomere waren krokodilähnliche frühe Tetrapoden und die Spitzenprädatoren in den Gewässern des Karbon. Während erwachsene Tiere eine Länge von über drei Metern erreichen konnten, waren die Jungtiere nur wenige Zentimeter lang . Revolutionär ist jedoch nicht ihre Größe, sondern das, was ihnen fehlt: die charakteristischen Merkmale von Amphibienlarven, wie etwa büschelige äußere Kiemen und andere Übergangsorgane, die mit einem Kaulquappenstadium verbunden sind. Dieses Fehlen zeigte sich bei mehreren untersuchten Arten von Stamm-Tetrapoden-Verwandten .

„Sie kamen aus dem Ei und sahen aus wie die Erwachsenen“, sagte der Paläontologe Jason Pardo vom Field Museum in Chicago, der an der Forschung beteiligt war .

Die 150 Jahre alte Theorie, die nun fällt

Seit dem späten 19. Jahrhundert nahmen Wissenschaftler an, dass die frühesten Landwirbeltiere einen amphibienähnlichen Lebenszyklus durchliefen – sie schlüpften als aquatische Larven und durchliefen dann eine Metamorphose zu Landtieren . Diese Metamorphose-Fähigkeit galt als die entscheidende entwicklungsbiologische Innovation, die es den Wirbeltieren ermöglichte, das Land zu besiedeln. Die neuen Beweise zeigen, dass dies für die Stamm-Tetrapoden nicht zutraf .

„Wir gehen irgendwie davon aus, dass diese Metamorphose ursprünglich für alle Landwirbeltiere ist“, sagte die Evolutionsbiologin Laura Porro vom University College London, die nicht an der Studie beteiligt war . Die neuen Fossilien deuten auf etwas anderes hin.

Direkte Entwicklung: Ein anderer Weg an Land

Anstelle einer Metamorphose weisen die Fossilien auf ein direktes Entwicklungsmodell hin. Die Jungtiere besaßen bereits einen an das Landleben angepassten Körperbau . Die Forscher vermuten, dass die Beschleunigung der Gliedmaßenentwicklung – also die Ausbildung funktionsfähiger Beine früher im Wachstum – eine Voraussetzung für den vollständigen Übergang an Land gewesen sein könnte. Mit anderen Worten: Es war nicht die Fähigkeit, sich von einer Larve zum Adulttier zu verwandeln, die es den frühen Tetrapoden ermöglichte, an Land zu leben, sondern die Fähigkeit, bereits mit funktionsfähigen Gliedmaßen zu schlüpfen .

Warum dies das Lehrbuch-Narrativ auf den Kopf stellt

Der Fund stellt die klassische lineare Geschichte in Frage, dass „einige Fische sich zu Amphibien entwickelten und einige dieser Amphibien sich zu Reptilien entwickelten“ . Die frühesten Tetrapoden waren weniger mit modernen Amphibien verwandt als bisher angenommen. Dies hat Auswirkungen auf das Verständnis der gesamten Evolutionsgeschichte der Landwirbeltiere, einschließlich der Vorfahren von Reptilien, Vögeln und Säugetieren.

Die Studie reiht sich in eine wachsende Zahl von Belegen ein, dass der Übergang vom Wasser zum Land komplexer und weniger linear verlief als einst angenommen. Frühere Forschungen haben gezeigt, dass frühe Tetrapoden noch lange nach der Entwicklung von Gliedmaßen aquatische Merkmale und Lebensweisen beibehielten . Die neuen Fossilien belegen nun, dass auch ihr Lebenszyklus sich grundlegend von dem moderner Amphibien unterschied.

Die Arbeit war Teil laufender Forschungen an der Mazon-Creek-Fundstätte, die aufgrund ihrer außergewöhnlich guten Erhaltung von Weichteilen einige der wichtigsten Fossilien des Karbon hervorgebracht hat .