Ein Amphibium und ein Vorfahre der Säugetiere teilten sich vor 250 Millionen Jahren eine Erdhöhle

Synchrotron-Abbildungsverfahren enthüllt ein seltsames Paar: Vor 250 Millionen Jahren teilten sich ein Vorfahre der Säugetiere und ein Amphibium gemeinsam eine Erdhöhle. Wissenschaftler aus Südafrika, Australien und Frankreich haben diese weltweit erste Gemeinschaft entdeckt, als sie die 250 Millionen Jahre alte versteinerte Erdhöhle aus dem Karoo Basin in Südafrika untersuchten.

Die Erdhöhle offenbarte zwei nicht miteinander verwandte Wirbeltiere, die sich aneinander schmiegten und versteinerten, nachdem sie von einer Sturzflut gefangen wurden. Das Amphibium Broomistega und der Säugetier-Vorfahre Thrinaxodon bewohnten gemeinsam eine Höhle, als sie sich den rauen klimatischen Bedingungen nach dem Massenaussterben an der Perm-Trias-Grenze gegenübersahen.

Die Scans zeigen, dass das Amphibium, welches an gebrochenen Rippen litt, zum Schutz in den Unterschlupf eines schlafenden Säugetier-Vorfahren gekrochen war. Diese Forschungsarbeit spricht dafür, dass kurze Ruheperioden – Sommerschlaf genannt – neben dem Grabverhalten möglicherweise eine entscheidende Anpassung waren, die es den Vorfahren der Säugetiere erlaubten, das Perm-Trias-Massenaussterben zu überleben.

Die Ergebnisse dieser Arbeit werden in einer Abhandlung mit dem Titel “Synchrotron reveals Early Triassic odd couple: injured amphibian and aestivating therapsid share burrow” beschrieben, erschienen im Wissenschaftsjournal PLoS ONE am 21. Juni 2013.

Das internationale Forschungsteam wurde von Dr. Vincent Fernandez von der University of Witwatersrand in Südafrika und der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) in Grenoble (Frankreich) geleitet. Die anderen Autoren von der University of Witwatersrand waren Professor Bruce Rubidge (Director des neuen Palaeosciences Centre of Excellence an der University of Witwatersrand), Dr. Fernando Abdala und Dr. Kristian Carlson. Weitere Autoren waren Dr. Della Collins Cook (Indiana University), Dr. Adam Yates (Museum of Central Australia) and Dr. Paul Tafforeau (ESRF).

Nach vielen beeindruckenden Resultaten hat die Synchrotron-Bildgebung zu neuem Interesse an der Untersuchung der zahlreichen versteinerten Erdhöhlen geführt, die im Karoo Basin in Südafrika entdeckt und auf ein Alter von 250 Millionen Jahre datiert wurden. Der erste Versuch, eine dieser Grabhöhlen zu untersuchen, offenbarte überraschenderweise die weltweit erste Gemeinschaft zweier nicht verwandter Tiere.

Das Fossil wurde in Sedimentschichten im Karoo Basin freigelegt. Es ist 250 Millionen Jahre alt und stammt damit aus dem Beginn der Trias. Zu der Zeit erholte sich das Ökosystem von dem Perm-Trias-Massenaussterben, das den Großteil des Lebens auf der Erde ausgelöscht hatte. In Bezug auf den Superkontinent Pangäa war das heutige Südafrika eine Enklave auf der südlichen Hälfte namens Gondwana. Es war die Zeit ausgeprägter klimatischer Erwärmung und verstärkter Abhängigkeit von den Jahreszeiten, gekennzeichnet durch monsunartige Regenfälle.

Um in dieser rauen Umgebung zu überleben, entwickelten viele Tiere, darunter auch säugetierähnliche Reptilien (die Vorfahren der Säugetiere), ein Grabverhalten, was durch die zahlreiche Erdhöhlen im Karoo Basin bestätigt wird. Man hat lange Zeit vermutet, dass diese Erdhöhlen versteinerte Überreste einschließen, weshalb Paläontologen ein wachsendes Interesse an ihnen zeigen. Anfang des Jahres begann eine internationale Forschungsgruppe damit, das Innere dieser Erdhöhlen mit Hilfe der Röntgen-Synchrotron-Mikrotomografie zu erforschen.

Aus der Sammlung der University of Witwatersrand wurden zwei Erdhöhlen ausgewählt und in der modernen Einrichtung an der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) gescannt. Dank der einzigartigen Eigenschaften des Röntgenstrahls, der eine nicht destruktive Untersuchung ermöglicht, begann der Scan der ersten Erdhöhle den Schädel eines säugetierähnlichen Reptils namens Thrinaxodon preiszugeben – ein Tier, das bereits zuvor schon in einer anderen Erdhöhle gefunden wurde. Als der Scan fortfuhr, zeigte die dreidimensionale Rekonstruktion Ergebnisse, die über die Erwartungen hinausgingen: Das säugetierähnliche Reptil wurde von dem Amphibium Broomistega begleitet, das zu dem ausgestorbenen Taxon der Temnospondyli gehört.

“Während wir die Ergebnisse betrachteten, waren wir fasziniert von der Qualität der Bilder”, sagte der leitende Autor Fernandez, “aber die echte Aufregung stellte sich ein, als wir einen zweiten Satz Zähne entdeckten, die sich völlig von denen des säugetierähnlichen Reptils unterschieden. Es war etwas ganz Anderes.”

Neben der makellosen Konservierung der beiden Skelette konzentrierte sich das Team auf die Gründe, die so eine ungewöhnliche Gemeinschaft erklären könnten. “Das Teilen von Erdhöhlen kommt in der heutigen Welt vor, aber es folgt einem bestimmten Muster. Beispielsweise wird ein kleiner Besucher den Besitzer nicht stören. Ein großer Besucher kann vom Besitzer akzeptiert werden, wenn er Unterstützung anbietet, etwa die Wachsamkeit gegenüber Raubtieren. Aber keines dieser Muster stimmt mit dem überein, was wir in dieser versteinerten Erdhöhle entdeckt haben”, erläuterte Fernandez.

Die Wissenschaftler sammelten all die Informationen, um die Ereignisse zu rekonstruieren, die zu dieser unglaublichen fossilen Verwachsung führten, wobei sie ein Szenario nach dem anderen prüften. “Es ist eine faszinierende wissenschaftliche Frage: Was verursachte die Gemeinschaft dieser beiden Organismen in der Erdhöhle? Eine der offensichtlicheren Möglichkeiten ist eine Wechselwirkung zwischen Räuber und Beute, aber wir schauten beide Skelette an und suchten nach Bissspuren oder anderen Hinweisen für Angriffe. Letztendlich fanden wir keinen Beleg dafür, dass eines der Tiere versucht hat, das andere zu fressen”, sagte Carlson.

Sein Kollege Cook ergänzte, dass die aufeinander folgenden gebrochenen Rippen durch ein einziges massives Trauma hervorgerufen wurden. Das Amphibium hatte die Verletzung definitiv einige Zeit überlebt, weil die Frakturen am Heilen waren, aber es war natürlich ziemlich gehandikapt. Fernandez zufolge ist dieses Bromistega-Exemplar das erste vollständige Skelett dieser seltenen Spezies. “Es sagt uns, dass dieses Individuum ein Jungtier war und seine Lebenszeit hauptsächlich im Wasser verbrachte”, sagte er. Die Wissenschaftler schlussfolgerten schließlich, dass das Amphibium als Reaktion auf seinen schlechten physischen Zustand in die Erdhöhle kroch und von dem säugetierähnlichen Reptil nicht herausgeworfen wurde.

In Südafrika hat man viele Thrinaxodon-Exemplare gefunden, von denen einige in einer zusammengerollten Position versteinert wurden. Abdala sagte: “Ich war immer von der Konservierung der Thrinaxodon-Fossilien in zusammengerollten Positionen fasziniert, die sogar winzige Knochen des Skeletts zeigten. Es ist so, als hätten sie zum Zeitpunkt ihres Todes friedlich in ihren Unterschlupfen geruht.” Die Unterschlupfe haben die Überreste vor der Störung durch Eindringlinge oder das Wetter bewahrt. “Wir denken auch, dass es sich möglicherweise um einen Erstarrungszustand namens Sommerschlaf handeln könnte, der sich als Reaktion auf die Trockenheit und Nahrungsmangel einstellte”, sagte Abdala.

Durch Zusammenfügen aller Hinweise ging das Team der rätselhaften Gemeinschaft schließlich auf den Grund und schlussfolgerte, dass “das säugetierähnliche Reptil Thrinaxodon höchstwahrscheinlich Sommerschlaf in seiner Erdhöhle hielt – zusammen mit dem Grabverhalten eine wichtige Anpassung, die es unseren entfernten Vorfahren erlaubte, das dramatische Massenaussterben zu überleben. Dieser Erstarrungszustand erklärt, warum das Amphibium nicht aus der Erdhöhle hinaus gejagt wurde”, sagte Rubidge. Beide Tiere wurden durch eine plötzliche Flut in der Erdhöhle gefangen und 250 Millionen Jahre lang gemeinsam in den Sedimenten konserviert.

Tafforeau sagte: “Dank der einmaligen Möglichkeiten zur hochqualitativen Abbildung von Fossilien, die während der letzten zehn Jahre an der ESRF entwickelt wurden, bleiben diese einzigartigen Exemplare unberührt, geschützt durch ihre mineralische Matrix. Wer weiß, welche Informationen wir zukünftig aus ihnen erhalten können und welche Informationen verloren gegangen wären, wenn das Exemplar aus seiner Erdhöhle herauspräpariert worden wäre?”

Quelle: http://www.wits.ac.za/newsroom/newsitems/201306/20374/news_item_20374.html

(THK)