Erste Landwesen Hatten Wilde Erscheinungen

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Die ersten fischartigen tiere, die sich aus dem meer und an land winden, sahen ziemlich wild aus, so neue forschungsergebnisse.

Die ersten fischartigen Tiere, die sich aus dem Meer und an Land winden, sahen ziemlich wild aus, so neue Forschungsergebnisse.

Cartoon-Darstellungen der ersten Tiere, die aus dem Meer auftauchen und an Land laufen, zeigen oft einen einfachen Fisch mit Füßen, der sich vom Wasser zum Land wagt. Aber Jennifer Clack, eine Paläontologin an der Universität von Cambridge, die seit mehr als zwei Jahrzehnten die Fossilien dieser ausgestorbenen Kreaturen untersucht, sagt, dass die ersten Landwirbeltiere - auch Tetrapoden genannt - vielfältiger waren, als wir uns vorstellen können.

"Einige sahen aus wie Krokodile, andere sahen aus wie kleine Eidechsen, manche wie Muränen und andere waren Schlangenähnlich", sagte Clack. "Sie besetzten alle Arten von Nischen und Lebensräumen. Und sie variierten enorm in der Größe - von etwa 10 cm bis zu 5 Metern."

Lange bevor Säugetiere, Vögel und Dinosaurier die Erde durchstreiften, machten die ersten vierbeinigen Kreaturen ihre ersten Schritte auf dem Land und besiedelten schnell eine Vielzahl von terrestrischen Umgebungen. Diese frühen Landwirbeltiere variierten beträchtlich in Größe und Form, sagte Clack.

Um die anatomischen Veränderungen zu verstehen, die diese Vielfalt begleiteten, arbeitete Clack mit zwei Biologen zusammen, die an lebenden Fischen arbeiten - Charles Kimmel von der University of Oregon und Brian Sidlauskas vom National Evolutionary Synthesis Center in North Carolina.

Die Forscher konzentrierten sich auf 35 frühe Tetrapoden, die vor 385 bis 275 Millionen Jahren lebten. Als Stellvertreter für Körpergröße und -form untersuchte das Team die Abmessungen einer Reihe von Knochen in einer Region des Schädels, die als Gaumen bekannt ist. Durch das Auffinden von Längen- und Breitenänderungen ineinander greifender Knochen in diesem Teil des Schädels hofften die Forscher, ein genaueres Bild der Entwicklung des Skeletts als Ganzes zu erhalten.

"Ich neige dazu zu denken, dass die genetischen Anweisungen für die Herstellung eines Skeletts darauf zurückzuführen sind, wie man zuerst einzelne Knochen herstellt und dann, wie man diese Knochen zusammenfügt, um dies zu verfeinern", sagte der Entwicklungsbiologe Kimmel.

Als die Forscher die Änderungen in Bezug auf Länge und Breite des Knochens auf den Tetrapodenstammbaum kartierten, stellten sie fest, dass sich nicht alle Knochen mit derselben Geschwindigkeit oder in derselben Richtung verändert haben. Dieses Phänomen kann dazu führen, dass sich die gesamte Linie von einer Linie zur nächsten verändert, sagte Sidlauskas.

"Manchmal kann eine Größenänderung indirekte Folgen für die Form des Tieres haben", sagte Sidlauskas. "Wenn verschiedene Körperteile eines Tieres im Laufe der Entwicklungszeit unterschiedlich groß werden, kann dies zu Veränderungen der Körperform von einer Tierart zur anderen führen."

Darüber hinaus stehen einige Veränderungen im Einklang mit einer evolutionären Eigenheit, die als Paedomorphosis bezeichnet wird, bei der Arten im Erwachsenenalter die jugendlichen Dimensionen behalten, die ihre Vorfahren als Jugendliche hatten.

"Paedomorphosis ist definitiv da - die Nachkommen einiger Gruppen behalten die Proportionen ihrer Jugendlichen in der Vergangenheit bei", sagte Clack.

Diese Ergebnisse helfen nicht nur zu erklären, warum frühe Tetrapoden in Größe und Form so unterschiedlich waren, sondern geben auch Aufschluss über ein wichtiges Kapitel in der Entwicklung des Lebens an Land - den Übergang von Fischen zu Amphibien.

"Eine der großen Fragen im Moment ist: Woher kommen moderne Amphibien?" Sagte Clack. "Eine der Hypothesen ist, dass sie sich durch Paedomorphosis und Miniaturisierung von frühen Tetrapoden entwickelt haben. Diese Studie gibt dieser Idee Gewicht."

Die Ergebnisse des Teams werden in der Online - Ausgabe des Journal of Anatomy.

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