Vor etwa 400-380 Millionen Jahren entwickelten sich die ersten vierfüßigen Wirbeltiere (Tetrapoden) und die ersten Insekten. Aus dieser Zeit kennt man einige faszinierende Fossilien, bei den Wirbeltieren beispielsweise Tiktaalik oder (etwas später) Ichthyostega (über den habe ich vor kurzem ausführlich berichtet), bei den Insekten kennt man Rhyniella, einen urtümlichen Verwandten der heutigen Springschwänze.

Hier zum Einstimmen ein paar Bilder. Ichthyostega sah wohl etwa so aus:

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Hier noch ein Bild von Tiktaalik:

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Ihr seht hier schon, dass die ersten Vierfüßer eher Wasser- als Landtiere waren. Man kennt aus dem Devon zwar Fußspuren, die wohl von landlebenden Tieren stammten, doch Fossilien gibt es dazu bisher nicht. Erst im späteren Karbonzeitalter kennt man eine ganze Reihe von Landwirbeltieren, aber dazwischen klafft eine Lücke.

Bei den Wirbeltieren wird diese Lücke in den bekannten Fossilien als “Romers Lücke” (Romer’s gap) bezeichnet, benannt nach dem berühmten Paläontologen Alfred S. Romer. Sie erstreckt sich über etwa 15 Millionen Jahre, von 360-345 Millionen Jahren vor der Gegenwart, im frühen Karbon (der “Kohlezeit”). Danach dann kennt man einige Fossilien, die unterschiedlichen Gruppen angehören, aber wie sich die Entwicklung von den ersten Vierfüßern (Tetrapoden, eine geeignetere Bezeichnung als “Landwirbeltiere”, weil die ersten Tetrapoden ja im Wasser lebten) zu den späteren vollzog und wie sich die Tetrapoden an unterschiedliche ökologische Nischen anpassten, darüber weiß man wegen der Lücke sehr wenig.

Bei den Insekten sieht die Lage ähnlich aus. Man kennt die urtümliche Rhyniella (von der ich leider kein hübsches Bild gefunden habe), dann allerdings, gerade als die Evolution spannend wird und sich die Insekten weiterentwickelten, kennen wir … nichts. Hier gibt es eine Lücke, die sich aber sogar über 60 Millionen Jahre erstreckt, von vor 385-325 Millionen Jahren.

Hier ein Überblick über die Lücken:

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Eine wichtige Frage der Paläontologie besteht darin, ob diese Lücken “echt” sind – also eine Zeit repräsentieren, in der es nur wenige Insekten und Vierfüßer gab – oder ob es sich um Artefakte handelt, die einfach daher rühren, dass wir noch nicht an den richtigen Stellen gesucht haben. Eine Hypothese besagt, dass im frühen Kohlezeitalter, also genau zur Zeit der Romer-Lücke, der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre vergleichsweise niedrig war. Dies könnte die Entwicklung beeinträchtigt haben, weil früher Tetrapoden noch nicht so gute Atmer waren (und weil Insekten wegen ihres Tracheen-Atmungssystems mit niedrigem Sauerstoffgehalt oft auch nicht sooo gut klarkommen). So wurden Tetrapoden und Insekten in wenige Nischen gedrängt, und die Tetrapoden waren möglicherweise vor allem auf das Wasser als Lebensraum beschränkt.

Neue Fossilienfunde machen diese Annahme etwas unwahrscheinlicher. Für frühe Tetrapoden ist Schottland eine der besten Fundstellen. Damals lag Schottland noch südlich des Äquators und war Teil des “Alten Roten Kontinents” (auch Euramerika genannt). Insbesondere aus dem Karbon-Zeitalter kennt man viele Fossilien aus Schottland.

Eine Veröffentlichung vom Frühjahr dieses Jahres (ja, ich weiß, die Pressemeldungen zu den Ur-Tetrapoden aus Schottland ging schon vor Monaten durch die Medien – bisher bin ich aber nicht zum Bloggen gekommen) präsentiert nun gleich ein ganzes Sammelsurium von Fossilien direkt aus der Mitte der Romer-Lücke. Vier Fundstellen liegen in Südschottland, eine weitere im Westen Schottlands. Einige davon kennt man schon länger, aber die meisten sind vollkommen neu. Hier ein kleiner Überblick über die Fundstellen:

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Die erste Fundstelle in Burnmouth hat gleich etwas ganz besonderes aufzuweisen:

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Was ihr hier seht, ist ein Stück eines Fußes (wobei nicht klar ist, ob es sich um den Vorder- oder Hinterfuß handelt). Er hat deutlich erkennbar 5 Zehen. Das ist deswegen interessant, weil alle älteren Tetrapoden aus dem Devon, die man bisher kennt, 7 oder 8 Zehen hatten. Dieses Fossil ist also das älteste, bei dem man den heutigen typischen Tetrapoden-Bauplan gefunden hat. Der Fuß ist vergleichsweise klein, ähnelt von seiner Struktur her aber sehr stark dem späterer landlebender Tetrapoden. Das spricht dafür, dass dieses Tier ebenfalls landlebend war.

Ein weiteres Fossil aus Burnmouth ist ein Unterkiefer (oben und Mitte im Bild):

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Dieser ähnelt in seiner Form und Struktur dem des bekannten Crassigyrinus (unten bei E dargestellt), den man allerdings bisher nur aus der Zeit vor 325 Millionen Jahren kannte.

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Crassigyrinus, von Wikipedia

Tatsächlich ist der Unterkiefer dem von Crassigyrinus so ähnlich, dass er ebenfalls in diese Gattung einsortiert werden kann. Das zeigt, dass sich diese Gattung anscheinend innerhalb der Romer-Lücke entwickeln konnte.

Ein ziemlich kleiner Tetrapode stammt aus der Fundstelle Willie’s Hole: Der Schädel ist nur etwa 75mm lang, während die meisten der ersten Tetrapoden deutlich größer waren.

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Das neue Fossil ähnelt Arten, die man aus dem späteren Karbon kennt. Auch dies also ein Indiz dafür, dass sich innerhalb der Romer-Lücke die Tetrapoden weiterentwickelten. Weitere Funde von hier lassen sich nicht klar einordnen, einer davon könnte zur Gruppe der Temnospondylen gehören, die man bisher erst von 15 Millionen Jahre jüngeren Fundstellen kennt.

Auch die beiden anderen Fundstellen aus Südschottland stammen aus der Zeit der Romer-Lücke (eine davon wurde kürzlich neu datiert, vorher hielt man sie für jünger). Die Fossilien von hier sind nicht so gut erhalten, aber auch hier sind klar Tetrapoden dabei.

Ein Fossil, das man schon etwas länger kennt, ist Pederpes aus dem Westen Schottlands:

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Auch Pederpes stammt aus der Romer-Lücke und ist mit ziemlicher Sicherheit ein echter Landbewohner gewesen.

Insgesamt zeigt sich also, dass Romer’s Lücke nicht so leer war, wie man dachte. Einige der neuen Formen sind vergleichsweise klein – vielleicht ist ein Grund dafür, dass man bisher wenige Tetrapoden-Fossilien aus dieser Zeit kannte, darin zu suchen, dass viele der sich entwickelnden Arten zunächst sehr klein waren und deswegen als Fossilien schwerer zu finden sind. Da am Ende des Devon viele Tierarten ausstarben (es gab ein kleines Massensterben, falls das kein Widerspruch in sich ist), hatte man schon früher spekuliert, dass die Wirbeltiere des frühen Karbon vielleicht alle sehr klein waren. Der neu entdeckte Crassigyrinus-Schädel und einige der anderen Funde zeigen allerdings, dass zumindest einige Gattung ziemlich schnell wieder eine respektable Größe im Meterbereich erreichten.

Insgesamt zeigen die neuen Fossilien, dass sich in der Romer-Lücke viele neue Arten entwickelt hatten, was gegen die These des niedrigen Sauerstoffgehalts und einer damit verbundenen Artenarmut spricht. Sie lassen es vielversprechend erscheinen, nach weiteren Fossilien aus dieser Zeit zu suchen, um die Lücke noch weiter auszufüllen.

Das neue Insekten-Fossil, Strudiella devonica, stammt aus einer etwas früheren Zeit, nämlich dem Ende des Devon, also kurz vor der Romer-Lücke. So sieht das neue Krabbeltier aus:

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Die weißen Pfeile kennzeichnen die Beine, man erkennt auf der rechten Seite deutlich, dass es drei sind. Vorn erkennt man die langen Antennen (ant) und die Überreste der Mundwerkzeuge (md=mandible). Der Körper selbst hat drei Teile, einen Kopf (h), einen Brustbereich, an dem die Beine sitzen und dann einen Endbereich. Dieser hintere Bereich des Körpers ist selbst auch noch in 10 Teile segmentiert, was man auch von heutigen Insekten kennt.

Auch die Form der Mundwerkzeuge ähnelt der heutiger Insekten. Wobei ich ehrlich zugeben muss, dass ich an den leicht verfärbten Klecksen eher wenig erkennen kann:

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Flügel hatte Strudiella nicht, die langen und eher dünnen Beine sprechen dafür, dass es sich um einen Landbewohner handelt. Die Form der Mundwerkzeuge spricht dafür, dass es kein reiner Fleischfresser war, sondern eher ein Allesfresser.

Insgesamt ist Strudiella ein Beleg dafür, dass die Insekten sich schon vor der Romer-Lücke in verschiedene Gruppen aufspalteten. Sowohl Romers Lücke als auch die Insekten Lücke sind also vermutlich eher darauf zurückzuführen, dass wir noch nicht die richtigen Fossilien gefunden haben, und nicht auf eine echte Lücke in der Artenvielfalt. Insofern dürften die neuen Funde auch Anlass geben, entsprechende geologische Formationen intensiver zu erforschen. Man darf gespannt sein, welche Funde die Zukunft noch bringt.


Romain Garroust, Gael Clement, Patricia Nel, Michael S. Engel, Philippe Grandcolas, Cyrille D’Haese, Linda Lagebro, Julien Denayer, Pierre Gueriau, Patrick Lafaite, Sebastien Olive, Cyrille Prestianni & Andre Nel

A complete insect from the Late Devonian period

Nature, 488 (2012) 82-85

Timothy R. Smithsona, Stanley P. Wood, John E. A. Marshallb, and Jennifer A. Clack

Earliest Carboniferous tetrapod and arthropod faunas from Scotland populate Romer’s Gap

www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1117332109

Kommentare (47)

  1. #1 Rumata
    2. September 2012

    Ist das eigentlich beabsichtigt, dass Pederpes ein Anagramm für “per pedes” ist?

  2. #2 MartinB
    2. September 2012

    @Rumata
    glaube ich nicht. Diese Ur-Tetrapoden heißen ganz oft auf “erpes” (“herpetologie” ist ja auch die Reptilienkunde), und “ped” ist eben einfach “Fuß”.

  3. #3 Christian
    3. September 2012

    sehr interessant. die Lücken schliessen sich immer mehr. das es immer Lücken geben wird ist eine andere Sache und bei einem Prozess mit immer wieder kleine Änderungen ja auch zu erwarten

  4. #4 Quacki
    3. September 2012

    Das war ja keine Absicht, aber ich hab beim ersten mal auch “Perpedes” gelesen, ist wirklich zu verlockend :)

    Wieder mal informativer und hübscher Artikel. Ich hatte wohl vermutet, dass die Fundlage etwas schlecht ist, aber dass da tatsächlich Lücken sind, wusste ich nicht. Ist denn die Fundlage aus der Epoche der Romer-Lücke allgemein schlecht?

  5. #5 MartinB
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen
    6. September 2012

    Testkommentar

  6. #6 Kenny
    6. September 2012

    Oha, ein neues Design! Wo ist denn die schöne Seite “Artikelserien” hin?
    (sorry wenn der Kommentar nicht zum Thema passt)

  7. #7 SCHWAR_A
    6. September 2012

    Hiiilfe…wo sind denn all die Kommentare hin?????

  8. #8 SCHWAR_A
    6. September 2012

    @MartinB:
    Deine Artikelserien-Seite gibt’s anscheinend auch nicht mehr…
    Das liebgewonnene “Vorheriger Beitrag” – “nächster Beitrag” ist auch weg…
    Was ist wohl noch verschlechtert worden???
    Herzliche Grüße.

  9. #9 SCHWAR_A
    6. September 2012

    …die Zeit eines Kommentars ist auch um 2 Stunden daneben… Jetzt ist es etwa 8:57…

  10. #10 WoSzym
    71120 Grafenau
    6. September 2012

    Ich fass es nicht, was hat sich jetzt verbessert?

  11. #11 MartinB
    7. September 2012

    Verbessert hat sich, dass wir jetzt nicht mehr mit einer kryptischen Software arbeiten, die sich jedem Versuch eines sinnvollen updates entzieht. Die kleinen Ärgerlichkeiten werden wir schon noch ausbügeln.

  12. #12 WoSzym
    7. September 2012

    @MartinB:
    OK, ich vertraue Ihnen, war (bin) so begeistert von Ihrer Seite, dass mein erster Kontakt mit dem neuen Design (siehe Kommentare von SCHWAR_A) meinen Schock vielleicht verständlich erscheinen lässt.

  13. #13 MartinB
    7. September 2012

    Ich sage ja nicht, dass ich es vom Design toll finde, aber technisch wird vieles gehen, was bisher nicht ging…

  14. #14 Aiko
    Ruhrpott
    7. September 2012

    Wo sind die Artikel über Quantenmechanik hin?

  15. #15 MartinB
    7. September 2012

    @Aiko
    Die Artikel sind hoffentlich alle noch da (wenn was fehlt, bitte Nachricht geben, die Sachen liegen ja noch auf irgendnem Server und ich habe auch noch ein eigenes backup), nur die Artikel-Serie-Seite fehlt, weil ich bisher noch keine Zeit hatte, die neu zu bauen (ist beim Umzug verloren gegangen, grumpf).

  16. #16 MartinB
    7. September 2012

    So, die Artikelserien liegen jetzt rechts. Allerdings sind die html-Steuercodes anscheinend teilweise im Eimer und statt h-quer gibt’s in der QM jetzt Fragezeichen…

  17. #17 rolak
    7. September 2012

    Ohne Dich demotivieren zu wollen, MartinB 5:41, doch wie da hinten an den ultradicht gepackten Warndreiecken zu erkennen ist, scheinen die Formeln (geschätzt: CodeCogs) noch zu fehlen.

  18. #18 rolak
    7. September 2012

    Nee, die Schätzung war wohl falsch, andere codecogs sind noch drin…

  19. #19 MartinB
    7. September 2012

    Richtig, das problem ist, dass ich bei soclhen Warnabschnitten, die nur einen Absatz lang sind, die Warnschilder im selben Absatz habe, und das neue tolle WürgPress kann Bilder noch nicht umfließen. Das soll aber noch kommen.
    Die fehlenden h-quers machen mir mehr sorgen (von den fehlenden 2000 Kommentaren ganz abgesehen…)

    Zum Glück habe ich zumidnest von allen Texten und Bildern ein backup hier auf meinen beiden Festplatten.

  20. #20 rolak
    7. September 2012

    Ahso, dann hilft Dir vielleicht das. Obgleich die Nummer nur mit einem pic vorgeturnt wird, müßte eins rechts, eins links nach demselben Strickmuster ablaufen.

    Irgendwo werden die doch hoffentlich noch die Kommentare aufspüren…

  21. #21 MartinB
    7. September 2012

    Angeblich soll unsere Technik da eine automatische Lösung finden, um den alten code sauber zu migrieren. Ich warte erst mal ab, solange es noch an allen Ecken klemmt, mache ich nur Kosmetik.

  22. #22 rolak
    7. September 2012

    ..was ganau die Vorgehensweise ist, die auch ich wählen würde. War nur heute im Zuge von ich weiß nicht mehr daran vorbeigekommen. Und bevor es hinten aus dem Kurzzeitgedächtnis fällt…

  23. #23 roel
    *****
    8. September 2012

    @MartinB Die Serien funktionieren jetzt. Und du hast auch ein neues Bild, der Winter war ja schon lange vorbei und wieder da und wieder vorbei… aber guck doch nicht so ernst…

  24. #24 MartinB
    8. September 2012

    @roel
    Ja, irgendwann bau ich noch nen schöneres Bild, aber das hier hatte ich halt griffbereit.

  25. #25 Catio
    http://nesselsetzer.wordpress.com/
    8. September 2012

    Wie schaffe ich es denn, dass Name, email-adresse und Webseite automatisch eingesetzt werden? Wie funktioniert hier die Kommentarbenachrichtigung?

  26. #26 MartinB
    http://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen
    8. September 2012

    @Catio
    Bei mir stehen die drin, wenn ich eine Seite aufrufe (auch wenn ich nicht im System angemeldet bin).
    Kommentarbenachrichtigung frage ich mal nach, ob es das gibt.
    Aber das neue System hat doch einen großen Vorteil: Wir können uns jetzt alle wie ZEIT-Feilletonisten fühlen und immer sagen “Früher war alles besser”.
    Wobei ich zugeben muss, dass das Schreiben von Artikeln im WordPress-Interface etwas bequemer ist. Hauptsache, ich bekomme meine h-quers irgendwann wieder…

  27. #27 rolak
    8. September 2012

    Nu ja, MartinB – nick/addr werden brav nachgetragen, wenn seit dem letzten SB.de-Seitenaufruf das cookie überlebt hat. Als Erstlings-Zwischenlösung habe ich mir schnell ein Tastatur-Makro gebastelt.

    EMail-Benachrichtigung soll in Arbeit sein, ließ die Redaktion unlängst verlauten.

  28. #28 Catio
    http://nesselsetzer.wordpress.com/
    8. September 2012

    @MartinB
    Das Worpress-System ist schon vorteilhaft. Ich merke ja an meinem Blog, wie einfach das ist. Allerdings wundere ich mich immer, dass die Schnittstellen zwischen den einzelnen WordPress-Blogs manchmal funktionieren und manchmal nicht. Hier funktioniert zwar die Übernahme des Avatars automatisch (das unwichtigste zuerst!), aber die angegebenen Daten sind jedesmal wieder weg, wenn Firefox gänzlich geschlossen war (obwohl ich nach einem Neutstart vorher immer in WordPress online gehe). Kann aber auch an meinen Einstellungen liegen, da muss ich noch ein wenig herumprobieren.
    Und die Kommentarvorschau habe ich in WordPress schon immer vermisst, vor allem, wenn man Links setzt…
    jaja, früher war alles schlechterbesser…
    Aber auch Du wirst deine h-quers wiederfinden 😉

  29. #29 SCHWAR_A
    8. September 2012

    ich vermisse schmerzlich den Kommentar-Vorschau-Button!!! Damit konnte man soooviel ausprobieren, bis alles endlich so aussah wie man es wollte…

  30. #30 SCHWAR_A
    8. September 2012

    @Catio:
    wie hast du denn den Smiley da reingekriegt? Hast du da etwa direkt ein Bild (img) gepostet?

  31. #31 MartinB
    8. September 2012

    @SCHWAR_A
    Kommentarvorschau ist bei der Technik angemahnt, steht aber auf Punkt 100000, hinter den anderen Bugs.
    Ich glaube, WordPress übersetzt die üblichen Zeichenkombinationen automatisch in smileys 😉

  32. #32 MartinB
    8. September 2012

    Jawohl, Zwinker-Smiley durch Semikolon Minus Klammer-zu
    (Da wird sich cydonia besonders freuen)

  33. #33 rolak
    8. September 2012

    Die WP-smiley-Liste steht bei codex.wordpress.org/Using_Smilies.

    twinkle, twinkle, little smiley

  34. #34 SCHWAR_A
    9. September 2012

    @MartinB:
    Kommentarvorschau: ich hab’ da mal was gefunden.
    Das scheint wohl jeder Blog-Autor selbst machen zu müssen…
    Ein Plugin (wieder von Dir einzubauen) scheint es auch zu geben, aber das anagebotene ist wohl um so langsamer, je länger der Kommentar wird…

    Herzliche Grüße.

  35. #35 MartinB
    9. September 2012

    @SCHWAR_A
    Unsere Technik soll da eine Generallösung installieren.
    Ganz ehrlich habe ich weder die Zeit noch die Lust, mich selbst um so was zu kümmern; und solange mir 2000 Kommentare und sämtliche h-quers fehlen, werde ich mich erstmal nicht um technischen Schnickschnack kümmern; wer weiß, ob da nächste Woche eh nochmal 1000 Sachen neu installiert werden oder so…

  36. #36 Besucher...
    29. Dezember 2012

    Und noch eine Frage: Könntest du vielleicht auch noch mehr über Pederpes schreiben? Würde mich sehr freuen.
    Danke (:

  37. #37 MartinB
    29. Dezember 2012

    @Besucher
    Tja, viel habe ich dazu nicht zu sagen:
    http://en.wikipedia.org/wiki/Pederpes
    Es gibt noch das Original-nature-paper (siehe den wiki-Link).

  38. #38 Besucher...
    2. Januar 2013

    Ja, da steht halt nicht so sehr viel… Ach egal.

  39. #39 MartinB
    2. Januar 2013

    @besucher
    Wenn du mir ne private mail schickst (mit ner Antwort-Adresse), kann ich gern sehen, ob ich dir das nature-paper zukommen lassen kann.

  40. #40 Besucher
    4. Januar 2013

    Huuh das wäre echt super. :-) Wo steht denn die Mail-Adresse?

  41. #41 MartinB
    4. Januar 2013

    @besucher
    Hmm, ist mit dem Umzug auf WordPress die “Über das Blog-Seite” verloren gegangen? Scheint fast so:
    martin.baeker(at)tu-bs.de

  42. #42 Besucher
    4. Januar 2013

    Dankeschön :)

  43. #43 rolak
    4. Januar 2013

    verloren gegangen?

    Nein, ich habe sie gefunden. Gibt das ein Fleißkärtchen?

  44. #44 MartinB
    4. Januar 2013

    @rolak
    Ich meinte eigentlich mehr, ob es den link hier nicht mehr gibt – muss ich wohl mal einbauen. Insbesondere NeuleserInnen haben sonst keinen Schimmer, warum mein Blog seinen seltsamen Namen hat.

  45. #45 rolak
    4. Januar 2013

    War auch mehr als Kopiervorlage gedacht 😉

    Vielleicht kannst Du die ‘über das Blog’-Seite ja rechts oben inm ‘über das blog’-Kästchen-Text verlinken, so eine Art abschließendes mehr.

  46. #46 adrian
    kleinmachnow
    28. Februar 2013

    In das Bild mit dem Fieh welches aus dem Wasser kommt (das 2. Bild) hat sich ein gravierender Grafikfehler eingeschlichen… Da dies äußerst Schade ist und das Gesamtbild dieses Blogs durch diesen doch schon sehr auffälligen Makel gestört wird, bitte ich darum dieses Bild zu korrigieren oder ggf. durch ein gleichwertiges anderes Bild zu ersetzen!

  47. #47 MartinB
    28. Februar 2013

    @adrian
    Ich sehe ehrlich gesagt nicht, was du meinst.