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Früher Säugetierverwandter gibt Einblicke in den Ursprung des Pflanzenfressens bei Wirbeltieren

17.04.2014 - (idw) Museum für Naturkunde - Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung

Prof. Jörg Fröbisch, Paläontologe am Museum für Naturkunde Berlin, entdeckte einen frühen Säugetierverwandten aus dem Oberkarbon von Kansas/USA und untersuchte den Ursprung und die frühe Evolution des Pflanzenfressens (Herbivorie) bei Wirbeltieren. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die großen terrestrischen Pflanzenfresser von kleinen Fleischfressern innerhalb derselben Gruppe abstammen. Herbivorie als Nahrungsanpassung entwickelte sich zuerst in den entfernten Verwandten der Säugetiere und erst später in der Evolutionslinie der Reptilien. Synapsiden, die Evolutionslinie der Säugetiere, sind heute nur noch durch letztere vertreten, allerdings dominierten sie frühe Lebensgemeinschaften an Land schon 80 Millionen Jahre vor dem Ursprung der Dinosaurier, so Jörg Fröbisch vom Berliner Naturkundemuseum. Diese erfolgreichen, aber zum Teil nur sehr entfernten Verwandten der Säugetiere stellten die frühesten Pflanzenfresser sowie Top-Prädatoren unter den Wirbeltieren und spielten daher eine sehr wichtige Rolle in der Evolutionsgeschichte terrestrischer Ökosysteme. Dazu gehörten auch die großen pflanzenfressenden Caseiden, die größten Landwirbeltiere ihrer Zeit, die gleichzeitig auch eine der ursprünglichsten Synapsidengruppen darstellen.
Der neue etwa 300 Millionen Jahre alte, juvenile Skelettfund namens Eocasea martini ist weniger als 20 cm lang und beinhaltet einen Teil des Schädels, den größten Teil der Wirbelsäule sowie Beckengürtel und Hinterextremität. Eocasea ist nicht nur der älteste und basalste Vertreter der Caseiden, sondern auch eine sehr kleine, insekten- und fleischfressende Form innerhalb der ansonsten ausschließlich pflanzenfressenden Gruppe. Eocasea ist einer der ältesten Verwandten moderner Säugetiere und schließt eine Lücke von etwa 20 Millionen Jahren im Fossilbericht zu den nächstjüngeren Vertretern der Synapsiden-Familie der Caseiden.
Die Evolution von Herbivorie war eine revolutionäre Errungenschaft in der Evolutionsgeschichte der Landwirbeltiere, die ihnen den direkten Zugriff auf eine gewaltige neue Nahrungsquelle ermöglicht hat, so Prof. Reisz (University of Toronto Mississauga, Kanada), Erstautor der Studie. Diese Pflanzenfresser wiederum wurden zu einer bedeutenden Nahrungsquelle für große terrestrische Fleischfresser.
Die Forschungsergebnisse der Arbeitsgruppe zeigen, dass die großen terrestrischen Pflanzenfresser unter den Caseiden von kleinen nicht-herbivoren Formen innerhalb derselben Gruppe abstammen. Dieses Muster findet sich auch in anderen Gruppen großer terrestrischer Pflanzenfresser und entwickelte sich zeitlich gestaffelt und unabhängig voneinander mindestens in fünf Großgruppen, inklusive der Edaphosaurier (Synapsiden), der Diadectiden (Stamm-Amnioten), und zumindest zwei Familien innerhalb der Reptilien (Captorhiniden und Bolosaurier).

Herbivorie als Nahrungsanpassung entwickelte sich zuerst in den entfernten Verwandten der Säugetiere und erst später in der Evolutionslinie der Reptilien, so Paläontologe Jörg Fröbisch. Die Anpassung an das Fressen von Pflanzen hatte erhebliche Auswirkung auf das Größenwachstum der Tiere. Caseiden sind diesbezüglich das extremste Beispiel, mit einem geschätzten Körpergewicht von weniger als 2 kg in ausgewachsenen Exemplaren von Eocasea, dem geologisch ältesten Vertreter der Familie, wohingegen die letzten überlebenden Arten dieser Gruppe über 500 kg schwer waren.


Das Projekt wurde aus Mitteln der Alexander von Humboldt-Stiftung und dem Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziert.

Publikationen: Der Artikel wird am Mittwoch dem 16.04.2014 in der Zeitschrift PLoS ONE publiziert. Robert R. Reisz und Jörg Fröbisch The Oldest Caseid Synapsid from the Late Pennsylvanian of Kansas, and the Evolution of Herbivory in Terrestrial Vertebrates
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