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Urzeitliche „Rück-Evolution“

Was für ein Wesen war Facivermis aus den Meeren des Kambriums? (Bild: Franz Anthony)

Beinverlust vor 518 Millionen Jahren: Forscher haben das Rätsel um ein bizarres Urzeit-Wesen gelöst. Es handelt sich um das früheste Beispiel eines Tieres, das im Lauf seiner Entwicklungsgeschichte unnötig gewordene Gliedmaßen rückgebildet hat – ähnlich wie bei den Schlangen. Das wurmartige Wesen lebte demnach in einer Röhre im Meeresboden und konnte deshalb Füße einsparen, die seine krabbelnden Vorfahren bereits hervorgebracht hatten.

Der Blick richtete sich auf das geheimnisvolle Erdzeitalter des Kambriums: In der Zeit von vor 541 bis 485 Millionen Jahren kam die Evolution so richtig ins Laufen – in den Meeren entstanden die Urformen fast aller heutigen Tierstämme. Es gab im Kambrium aber auch Lebewesen, die Paläontologen nicht eindeutig in den Baum des Lebens einordnen können. Ein solcher Fall war bisher ein seltsames Lebewesen, das seit dreißig Jahren aus verschieden Funden bekannt ist: Facivermis yunnanicus war etwa zehn Zentimeter lang, besaß fünf Paare stacheliger Arme im Kopfbereich und am Ende seines wurmartigen Körpers eine seltsame Verdickung. Diese Merkmalskombination hat zu einer Debatte über die evolutionsgeschichtliche Zuordnung von Facivermis geführt.

Ein Rätsel-Wesen im Visier

Einige Forscher maßen diesem Wesen wegen der Gliedmaßen im Kopfbereich eine große Bedeutung für die Evolutionsforschung bei: Sie vermuteten, dass es sich um eine Übergangsform bei der Entwicklung von beinlosen Würmern zu den sogenannten Lobopoden gehandelt hat. Diese „Lappenfüßer“ besaßen entlang ihres gesamten Körpers Paare teils langer Beinstrukturen, mit denen sie über den Grund der kambrischen Meere krabbelten. Die Lobopoden gelten deshalb als die Urahnen der Gliedertiere, zu denen die heutigen Krebse und Insekten gehören.

Doch war Facivermis wirklich ein Bindeglied bei der Evolution von den Würmern zu den frühen Krabbeltieren? Ein Forscherteam um Richard Howard von der University of Exeter hat dem Rätsel-Wesen nun erneut eine Studie gewidmet. Die Grundlage bildeten dabei neue Facivermis-Fossilien aus dem südlichen China, die zuvor unbekannte Details der Strukturen und Lebensweise dieses Tieres zeigen.

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„Den wichtigsten Hinweis lieferte ein Fossil, bei dem sich abzeichnet, dass der untere Teil des Tieres in einer Röhre steckte“, berichtet Howard. Daraus schlossen die Wissenschaftler: Facivermis lebte sesshaft am Meeresboden. Dabei diente ihm sein birnenförmig verdicktes Schwanzende wohl zur Verankerung im Untergrund und mit seinen Armen im Kopfbereich fischte Facivermis vermutlich Nahrung aus dem Wasser, erklären die Forscher.

Facivermis lebte offenbar in einer Röhre im Untergrund und hatte dazu seine Hinterbeine zurückgebildet. (Bild: Franz Anthony)

Keine Übergangsform – eine Rückentwicklung zeichnet sich ab

Bei dieser Lebensweise brauchte das Wesen somit keine hinteren Gliedmaßen. Die Forscher fanden allerdings Hinweise darauf, dass die Vorfahren von Facivermis Hinterbeine besessen haben. Mit anderen Worten: Als Anpassung an seine sesshafte Lebensweise im Meeresboden, haben müssen sich im Lauf der Entwicklungsgeschichte von Facivermis die hinteren Gliedmaßen zurückgebildet haben. Weitere neuentdeckte Merkmale – wie das Vorhandensein von zwei Augen am Kopf – verdeutlichten zusätzlich, dass Facivermis keine Übergangsform von den Würmern zu den ersten Tieren mit Beinen war. Es handelte sich den Forschern zufolge stattdessen bereits um einen Vertreter der Lobopoden. Die Merkmale von Facivermis lassen sich somit als durch einen sogenannten Sekundärverlust erklären. Die Beinlosigkeit der Schlangen ist das deutlichste Beispiel für diesen evolutionären Effekt, bei dem Körperstrukturen rückgebildet werden, wenn sie ihre Funktion verlieren.

„Meist haben Organismen im Lauf der Evolution aus einfachen immer komplexere Körperstrukturen hervorgebracht. Aber in einigen Fällen kam es auch zu einer gegenläufigen Entwicklung“, sagt Co-Autor Xiaoya Ma. „Es ist faszinierend festzustellen, dass es eine solche Rückkehr zu primitiveren Formen offenbar auch schon in der Jugend der Evolution gegeben hat“, resümiert der Paläontologe.

Quelle: University of Exeter, Fachartikel: Current Biology, doi: 10.1016/j.cub.2020.01.075

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