Das Erdmittelalter oder Mesozoikum gilt ja als das Zeitalter der Dinosaurier oder der Reptilien (auch wenn der Begriff “Reptilien” unter den Paläontologen etwas in Ungnade gefallen ist. Aber es gab damals auch noch andere faszinierende Lebewesen, sogar hier in Deutschland (das damals aber noch nicht “hier” lag, sondern weiter südlich).
Vor einiger Zeit habe ich schon über eins dieser Viecher erzählt, den Mastodonsaurus (und seine bewegte Rekonstruktionsgeschichte). Gleichzeitig mit dem mastodonsaurus lebte ein anderes seltsames Urtier, Gerrothorax pulcherissmimus. Hier ein Fossil von Gerrothorax (von Wikipedia, Nutzer Ghedoghedo):
Von Ghedoghedo – Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, Link
Oben erkennt ihr den Schädel (der wird uns gleich noch im Detail beschäftigen), darunter die Rippen, die wohl für den Namen verantwortlich sind – Gerrothorax pulcherissimus heißt so viel wie “allerschönste Korbbrust”, wenn ich es richtig sehe (oder genauer “Korbbrustkorb”, aber das klingt blöd).
So etwa (Bild von Wikipedia, Nutzer Nobu Tamura, (https://spinops.blogspot.com) – der Link führt euch zu vielen schicken Bildern, hier beispielsweise eins von einem Microraptor, der einen Vogel jagt) könnte der lebende Gerrothorax ausgesehen haben:
By Nobu Tamura (https://spinops.blogspot.com) – Own work, CC BY 3.0, Link
Wie ihr unschwer erkennt, sieht er aus wie eine etwas deformierte Kaulquappe – Gerrothorax gehört zu den Amphibien (zur Gruppe der Temnospondylen) und war ein wasserlebendes Tier, das (wie der heutige Axolotl) seine Kiemen auch als Erwachsener behielt. Gerrothorax konnte Längen von etwa einem meter erreichen, war also als Kaulquappe etwas überdimensioniert.
Die kurzen Beinchen und der eher stummelige Schwanz erwecken nicht gerade den Eindruck eines geschickten Jägers, der seiner Beute besonders aktiv nachstellt. Vermutlich lag Gerrothorax auf dem Boden von Seen oder Flüssen (zum Lebensraum kommen wir noch) herum und schnappte nach Beute, wenn die vorbeischwamm.
Das bringt natürlich ein problem mit sich: Wenn ihr euch vorstellt, ihr seid so ein Gerrothorax mit einem Hals, der etwa so lang ist wie der von Barney Geröllheimer, und ihr wollt nach einem vorbeischwimmenden Fisch schnappen, dann stellt sich eine knifflige Aufgabe: Wie zum Henker kriegt ihr das Maul auf? Denn unter euch ist der Boden, wenn ihr also den Unterkiefer aufklappen wollt, dann geht das nur, wenn ihr vorher ein Loch gegraben habt, aber wenn der Fisch nicht gerade freiwillig in dieses Loch reinschwimmt, dann nützt das auch nicht viel.
Man hatte deswegen schon lange vermutet, dass Gerrothorax nicht den Unterkiefer, sondern den Oberkiefer aufklappen konnte (das wiederum erinnert an Ernies guten Kumpel Bert aus der Sesamstraße, der ja auch den Kopf beim Sprechen bewegt und den Unterkiefer nicht). Eine genaue biomechanische Untersuchung im Jahr 2008 (an der auch Steve Gatesy beteiligt war, mit dem ich ja auch mal zusammengearbeitet habe – er hat mir freundlich das nicht frei verfügbare paper geschickt (mit dem etwas sarkastischen Kommentar “You’re probably bringing the number of interested readers up into the double digits!” (weia, der Klammerteufel hat mich wieder im Griff (oder ist das der Klammeraffe?))) – also, besagte biomechanische Untersuchung ergab, dass der erste Halswirbel (der Atlaswirbel) des Gerrothorax tatsächlich so angeordnet war, dass der Kopf nach oben klappen konnte. So etwa wird das im paper rekonstruiert:
Aus Jenkins et al., s.u.
Oben bei A seht ihr den Schädel im geschlossenen Zustand, unten den geöffneten, die beiden Teilbildchen B und D zeigen, wie der Atlas und der Schädel verbunden sind, damit der Kopf nach oben klappen konnte. Dieser Öffnungsmechanismus hat dem Gerrothorax den wenig schmeichelhaften Vergleich mit einem Klodeckel eingetragen – ähnlich wie man den hochklappt, hat Gerrothorax seinen Kopf aufgeklappt.
Freundlicherweise hat mir David Maas erlaubt, eins seiner Bilder hier zu präsentieren, das den Deckelmechanismus am lebenden Tier illustriert:
Eine spätere Untersuchung hat allerdings kleine Zweifel an diesem Öffnungsmechanismus aufgeworfen – nicht, dass der Gerrothorax den Deckelmechanismus nicht nutzen konnte, aber untersucht man die Muskeln und den hyobranchial-Apparat (HILFE! Ich habe keinen Schimmer, was hyobranchial apparatus auf Deutsch heißt – ich kürze das jetzt, um meine Ahnungslosigkeit zu vertuschen, mit HA ab) – das sind die oben im Bild hell eingezeichneten Streben unter dem Unterkiefer, die sich nicht verändern – dann ergibt sich ein ganz anderes Bild. Tatsächlich sah das ganze nämlich vermutlich eher so aus:
Modifiziert aus Schoch et al., s.u.
Sieht doch gleich völlig anders aus, oder? Nicht? Es haben sich nur die Knochen des HA etwas verschoben, meint ihr? Stimmt. Aber da steckt auch der Trick. Ich habe nämlich, um die Sache etwas spannender zu machen, ein Zwischenbild ausgelassen. So sah nach der neueren Untersuchung nämlich der Moment zwischen den beiden Teilbildern aus:
Modifiziert aus Schoch et al., s.u.
Hier ist der Kopf etwas angehoben, aber der Unterkiefer ist noch geschlossen und der HA ist vollständig zusamengeklappt. Wenn der Gerrothorax jetzt den Unterkiefer nach unten klappt (was jetzt ja geht, weil er nicht mehr auf dem Boden liegt) und gleichzeitig den HA auseinanderfaltet, dann vergrößert sich das Volumen des Rachenraums natürlich deutlich und die Beute wird ins Maul hineingesaugt. (Während ein einfaches Aufklappen des Deckelschädels die Beute eher wegspülen würde.) Machen Fische übrigens auch gern so, die meisten Knochenfische können ihr Maul beim Öffnen nach Vorn stülpen, könnt ihr bei den Guppies in eurem Aquarium wunderbar sehen.
Gerrothorax lag also im Wasser herum und lauerte auf Beute – wenn sie in seine Nähe kam, dann riss er auf die gezeigte Art das Maul auf und saugte sein Futter förmlich auf. Klingt alles in allem wie eine ganz gute Überlebensstrategie, oder?
Ist es auch – und das ist ein weiterer Aspekt, der Gerrothorax so interessant macht: Die Art lebte über einen Zeitraum von mehr als 35 Millionen Jahren, und das auch noch in ziemlich unterschiedlichen Lebensräumen. Diese Grafik illustriert das sehr schön:
Aus Sanchez&Schoch, s.u.
Links seht ihr die jeweiligen Zeitepochen (Stufen) – das Ladinium liegt in der Mitteltrias und ist etwa die Zeit, zu der sich die ersten Dinos entwickelten – am Ende der Trias waren die Dinos dagegen schon ziemlich weit entwickelt und es gab viele unterschiedliche Arten. Aber die ganze zeit schwamm in den Gewässern der gute alte Grrothorax herum und wenn schon eine Wissenschaftlerin am Ende der Trias gelebt hätte, hätte sie Gerrothorax vielleicht als “lebendes Fossil” bezeichnet.
Interessant ist aber nicht nur die lange Zeit, über die Gerrothorax existierte. Mindestens genauso interessant ist, dass er – anders als bei anderen Arten, die lange Zeit überlebt haben – ganz unterschiedliche Lebensräume besiedelte. O.k., für uns Landbewohner ist Wasser irgendwie immer vor allem Wasser, aber wie ihr oben im Bild rechts sehen könnt, lebte Gerrothorax über die Jahrmillionen in ganz unterschiedlichen Ökosystemen: Brackwasser, Seen, Deltas oder Flüsse – ganz egal, Gerrothorax kam anscheinend überall klar. Und das ist schon erstaunlich, denn diese unterschiedlichen Lebensräume unterscheiden sich beispielsweise stark in ihrem Salzgehalt (und für Tiere, die Kiemen haben und eine Amphibienhaut, ist der Salzgehalt schon ein wichtiger Umweltfaktor), und sie unterschieden sich sicherlich auch darin, welche Beutetiere es gab und wie oft Gerrothorax seinen Deckel erfolgreich aufklappen konnte.
Wie also schaffte Gerrothorax es, mit so unterschiedlichen Bedingungen klarzukommen? Und wie soll man das herausbekommen?
Aufmerksame “Hier-Wohnen-Drachen-Leserinnen” ahnen schon, dass die Antwort etwas mit der Knochenstruktur zu tun hat, darüber schreibe ich ja öfter mal. Und na klar, so ist es auch.
Dazu wurden Fossilien aus zwei unterschiedlichen Fundstellen in Deutschland analysiert, aus Kupferzell und Vellberg. Kupferzell war ein See mit klarem, leicht salzhaltigem (also brackigem) Wasser, der eher arm an Nährstoffen war. Der Wasserspiegel war variabel, was dazu führte, dass sich auch der Salzgehalt entsprechend änderte. Im Vergleich dazu war Vellberg, obwohl es auch ein Seenlebensraum war, ein deutlich stabilerer Lebensraum.
Analysiert man die Knochen von Gerrothorax aus den unterschiedlichen Lebensräumen, dann kann man feststellen, dass es deutlich unterschiedliche Knochenstrukturen gibt. Ich zeige hier nur zwei der vier Typen, die man für den Oberschenkelknochen gefunden hat (auch der Oberarmknochen wurde untersucht) – falls ihr die anderen sehen wollt: Dieses paper ist sogar open access, also für alle frei lesbar. Hier seht ihr den Histotyp B:
Aus Sanchez&Schoch, s.u.
Und hier zum Vergleich den Typ D:
Aus Sanchez&Schoch, s.u.
Man muss kein Knochenexperte sein, um den drastischen Unterschied zu erkennen – Typ B ist extrem porös, hier wurde Knochenmateriel im laufe des Lebens drastisch ab- und umgebaut. (Wenn Ihr einen Auffrischungskurs in Knochenstrukturen braucht, findet ihr den hier.) Die Löcher entstehen durch Zellen, dIe sich durch den Knochen durchfressen und Material entfernen (sogenannte Osteoklasten). Von einigen Fischen weiß man (hey, ich klinge wie Dr. Grant aus Jurassic Park), dass sie sich an wechselnden Salzgehalt anpassen können. Dabei spielt der Kalziumgehalt eine wichtige Rolle, und der wiederum lässt sich durch Knochenauf- und abbau steuern. Tatsächlich findet man den Knochen vom Typ B auch in Kupferzell, dort, wo der Salzgehalt vermutlich stark schwankte.
Der Knochen vom Typ D wiederum ist ziemlich massiv. Seine Mikrostruktur enthält dicht gepackte Lamellen und kann in die Gruppe des “fibrolamellaren Knochens” einsortiert werden. (So viel zum weit verbreiteten Irrglauben, den gäbe es nur bei warmblütigen Säugetieren und Vögeln…) Der Knochen ist nicht nur sehr kompakt ohne viele Poren, sondern auch insgesamt ziemlich dick. Das spricht dafür, dass er – ähnlich wie bei heutigen Seekühen – als Ballast diente. Gerrothoraxe mit Typ-D-Knochen waren also vermutlich eher behäbige Auf-dem-Boden-Rumlieger, während die mit den porösen Knochen etwas dynamischer waren.
An Hand der Knochen kann man auch abschätzen, wie alt die Tiere jeweils waren. Knochen haben bei vielen Tieren Wachstumsringe, ein bisschen ähnlich wie bei Bäumen. (Darüber habe ich auch schon mal im Zusammenhang mit Flugsauriern geschrieben.) Es stellt sich heraus, dass die unterschiedlichen Gerrothorax-Typen auch unterschiedlich lange brauchten, um erwachsen zu werden: Einige schafften das innerhalb von drei, andere erst nach sechs oder sieben Jahren.
Insgesamt zeigt sich also, dass Gerrothorax zwar äußerlich über einen langen Zeitraum unverändert blieb, dass er sich aber sehr flexibel an ganz unterschiedliche Lebensräume anpassen konnte: Je nach Bedarf konnte er innerhalb von 3, aber auch erst nach 6 Jahren geschlechtsreif werden, er konnte sich massive oder poröse Knochen zulegen und er konnte sich an ganz unterschiedliche Salzgehalte anpassen. Die beiden Fundstellen liegen übrigens zeitlich nur einige 10000 Jahre auseinander – bedenkt man, dass Gerrothorax über 35 Millionen Jahre und auch in Flüssen und Deltas existierte, gab es vielleicht noch weitere Anpassungstrategien.
Auch wenn Gerrothorax aussieht wie eine übergroße Kaulquappe, die unter einen Laster geraten ist, war er doch ein erstaunlich erfolgreiches Tier. Vielleicht war er eine Art von Pionier, der neue Lebensräume eroberte und sich überall ausbreitete, wo es Wasser und Nahrung gab. Auf jeden Fall erweist sich ein ziemlich unscheinbares Tier als überraschend faszinierend.
Die Knochenanalyse findet ihr hier:
Bone Histology Reveals a High Environmental and Metabolic Plasticity as a Successful Evolutionary Strategy in a Long-Lived Homeostatic Triassic Temnospondyl
S. Sanchez • R. R. Schoch
Evol Biol DOI 10.1007/s11692-013-9238-3
Und hier die beiden biomechanischen Untersuchungen (nicht frei verfügbar, aber ihr wisst ja sicher, wem ihr im Zweifel ne mail schicken könnt…)
GERROTHORAX PULCHERRIMUS FROM THE UPPER TRIASSIC FLEMING FJORD FORMATION OF EAST GREENLAND AND A REASSESSMENT OF HEAD LIFTING IN
TEMNOSPONDYL FEEDING
Jenkins et al.
Journal of Vertebrate Paleontology 28(4):935–950, December 2008
Cranial morphology of the plagiosaurid Gerrothorax pulcherrimus as an extreme example of evolutionary stasis.
Schoch, R.R. & Witzmann, F. Lethaia, Vol. 45, 2011: p. 371–385.
Kommentare (14)