Ältestes Fossil eines zweiseitensymmetrischen Tieres - wissenschaft.de
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Ältestes Fossil eines zweiseitensymmetrischen Tieres

Ikaria
So könnte der Urahn der Bilateria ausgesehen haben. (Bild: Sohail Wasif/ University of California Riverside)

Wie sah der Urahn aller Bilateria aus – der zweiseitig symmetrischen Tiere vom Regenwurm bis zum Dinosaurier und Mensch? Eine Antwort auf diese Frage könnten nun Forscher in Australien gefunden haben. Denn in einer 555 Millionen Jahre alten Gesteinsformation haben sie die Fossilien eines nur reiskorngroßen Lebewesens entdeckt, das bereits entscheidende Merkmale der Bilateria besaß. Es hatte ein Vorder- und Hinterende, einen durchgehenden Darm und eine symmetrische rechte und linke Seite. Diese Ikaria wariootia getaufte Kreatur bewegte sich zudem schon gerichtet vorwärts und hinterließ Dutzende von kleinen Wühlgängen im Sediment. Es könnte sich damit um den ältesten bekannte Vertreter der Bilateria handeln.

Ob Regenwurm, Insekt, Schildkröte oder Mensch – die meisten heutigen Tiere sind bilateralsymmetrisch. Ihr Grundbauplan besitzt ein Vorder- und Hinterende und meist auch eine symmetrische rechte und linke Seite. Zwar können einzelne Organe im Laufe der Embryonalentwicklung aus der Körpermitte rücken und diese Symmetrie stören, wie beim Menschen beispielsweise Herz und Leber. Dennoch bildet der zweiseitige Grundbauplan den gemeinsamen Nenner aller Gewebetiere. Dieser Aufbau ermöglichte es den ersten dieser Eumetazoa, sich gerichtet fortzubewegen. Ein weiteres Merkmal ist eine Mundöffnung, die über ein durchgehendes Verdauungsorgan mit einer Austrittsöffnung verbunden ist.

Spurensuche im Ediacarium

Diese Gemeinsamkeiten legen nahe, dass der letzte gemeinsame Vorfahre aller Bilateria gelebt haben muss, bevor sich die Großgruppen des Tierreichs im Kambrium vor rund 500 Millionen Jahren auseinanderentwickelten. In dem vor dem Kambrium liegenden Zeitalter des Ediacariums entwickelten sich zwar die ersten größeren Tierformen – diese hatten aber meist keinerlei Ähnlichkeit mit Bilateria oder den heute bekannten Grundbauplänen des Tierreichs. Stattdessen ähnelte die Ediacara-Fauna teils gestielten Blättern, andere waren rundliche oder spiralige Gebilde, meist ohne Mund, Darm oder andere erkennbare Organe. Die meisten dieser Tierformen starben zudem am Ende des Ediacariums aus, ohne Nachfolger zu hinterlassen. Biologen sehen diese erste Tierwelt daher oft als eine Sackgasse der Evolution. Das weckt die Frage, woher zu Beginn des Kambriums so plötzlich die ersten Varianten von bilateralsymmetrischen Tieren herkamen.

Einen Hinweis darauf liefern die in vielen Ablagerungen aus dem frühen Ediacarium entdeckten Wühlgänge. Dabei handelt es sich um winzige, wenig mehr als einen Millimeter breite Spuren, die ursprünglich unter einer dünnen Sandschicht lagen. Die Form dieser Gänge und v-förmige Abdrücke innerhalb der Spuren sprechen dafür, dass sich hier ein kleines Tier mithilfe von Muskelkontraktionen fortbewegte. Damit könnte es bei dem Erschaffer dieser Spuren schon um einen frühen Vertreter der Bilateria gehandelt haben. Die Schichten, in denen diese Helminthoidichnites genannten Spuren erhalten sind, wurden auf ein Alter von bis zu 550 oder sogar 560 Millionen Jahren datiert. Doch ein Fossil des Tieres, das diese Spuren hinterließ, fehlte – bis jetzt.

Ein Fossil so klein wie ein Reiskorn

Die entscheidende Entdeckung gelang Scott Evans von der University of California in Riverside und seinen Kollegen in einer 555 Millionen Jahre alten Gesteinsformation im Süden Australiens. Auch in dieser Formation wurden schon zahlreiche Helminthoidichnites gefunden. Evans und sein Team haben nun einige dieser Gänge mit einem Laserscanner erfasst und dadurch hochauflösende dreidimensionale Abbilder der Strukturen erhalten. „Sobald wie die 3D-Scans hatten, wurde uns klar, dass wir eine wichtige Entdeckung gemacht hatten“, sagt Evans. Denn die Scans enthüllten am Ende einiger Gänge winzige, längliche Gebilde, die mit zwei bis sieben Millimetern Länge und einem bis zweieinhalb Millimeter Durchmesser in etwa die Größe eines Reiskorns hatten. Nähere Analysen ergaben, dass diese Gebilde leicht abgeplattet waren, zweiseitig symmetrisch waren und zudem ein etwas dickeres Vorderende und ein dünneres Hinterende besaßen. Die Morphologie deutet darauf hin, dass der Körper zudem segmentiert gewesen sein könnte – das würde die Muskelstruktur für eine peristaltische Bewegung erleichtern“, berichten die Forscher.

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Aus den Merkmalen dieser Mikrofossilien und ihrer Position am Ende der Helminthoidichnites-Gänge schließen Evans und seine Kollegen, dass es sich hierbei höchstwahrscheinlich um das Tier handelt, das die Gänge einst erschuf. Sie gaben dieser neuen Gattung und Art den Namen Ikaria wariootia. „Wir schlagen vor, dass Ikaria der Spurenmacher der Helminthoidichnites ist und potenziell der älteste eindeutige Vertreter der Bilateria – zumindest in Südaustralien“, sagen die Forscher. Zwar sind nicht alle Körpermerkmale dieses Urtiers erhalten, die Forscher vermuten aber, dass Ikaria bereits einen Mund, After und einen durchgehenden Verdauungstrakt besaß. „Ikaria konnte wahrscheinlich schon organisches Material in den gut durchlüfteten Sedimenten und auch potenziell toxische Bedingungen erspüren, was auch rudimentäre sensorische Fähigkeiten hindeutet“, so Evans und sein Team. Das sei genau das, was Evolutionsbiologen für den letzten gemeinsamen Vorfahren der Bilateria vorhergesagt hätten. „Trotz der einfachen im Fossil erkennbaren Morphologie war dieser Organismus damit schon ziemlich komplex, verglichen mit den zeitgleich existierenden Ediacara-Spezies.“ Sollte sich die Einstufung der Forscher bestätigen, könnte ein Großteil der heutigen Tiervielfalt auf Ikaria und ähnliche Mini-Würmer zurückgehen.

Quelle: Scott Evans (University of California, Riverside) et al., Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.2001045117

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