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Erde|Umwelt

Gepanzerter Wurm enthüllt Evolution von drei Tierstämmen

Wufengella
Rekonstruktion von Wufengella bengtsoni. © Roberts Nicholls, Paleocreations.com

Das gut erhaltene Fossil eines 518 Millionen Jahre alten Wurms hilft dabei, den Ursprüngen dreier Tierstämme auf die Spur zu kommen. Der neu entdeckte fossile Wurm Wufengella bengtsoni hatte einen segmentierten, gepanzerten Körper mit seitlich abstehenden Borsten. Anatomische Untersuchungen zeigen, dass er ein urtümlicher Verwandter der Armfüßer, der Moostierchen und der Hufeisenwürmer ist – dreier Tierstämme, deren evolutionäre Beziehungen bislang noch rätselhaft waren.

Biologen unterteilen das Tierreich in Stämme, deren Vertreter jeweils eine Reihe einzigartiger Merkmale aufweisen, die sie von anderen Tierstämmen unterscheiden. Bestimmte Merkmale finden sich über mehrere Stämme hinweg. Beispielsweise gibt es drei Tierstämme, die sich mit Hilfe eines sogenannten Lophophors ernähren, einem ringförmigen, tentakelbesetzten Organ, mit dem sie Wasser und darin befindliche Nahrungspartikel in sich hinein strudeln. Dazu zählen die Armfüßer (Brachiopoda), die äußerlich an Muscheln erinnern; die Moostierchen (Bryozoa), die so heißen, weil sich die winzigen Meereslebewesen so zusammenlagern, dass sie einem Moosteppich ähneln; und die Hufeisenwürmer (Phoronida), die sich in Röhren im Meeresboden verankern. Obwohl die evolutionäre Verwandtschaft dieser Tierstämme noch nicht vollständig geklärt ist, werden sie aufgrund des bei allen Vertretern vorkommenden Lophophors als Lophophorata zusammengefasst.

Fossil aus dem frühen Kambrium

Ein Team um Jin Guo von der Universität Yunnan in China ist nun dem gemeinsamen Ursprung dieser drei Tierstämme einen entscheidenden Schritt nähergekommen. In der Chengjiang-Faunengemeinschaft, einer frühkambrischen Fossilienlagerstätte im Südwesten Chinas, haben sie einen fossilen Wurm entdeckt, der sich als urtümlicher Verwandter der drei Tierstämme herausstellte. „Als mir zum ersten Mal klar wurde, was dieses Fossil war, das ich unter dem Mikroskop betrachtete, wollte ich meinen Augen kaum trauen“, sagt Co-Autor Luke Parry von der University of Oxford. „Über dieses Fossil haben wir oft spekuliert und gehofft, dass wir es eines Tages zu Gesicht bekommen würden.“

Der Wurm, dem die Forscher den Namen Wufengella bengtsoni gaben und der auf ein Alter von rund 518 Millionen Jahren datiert wird, hat einen asymmetrischen Panzer aus sich überlappenden Platten. Darunter befand sich ein fleischiger Körper mit einer Reihe abgeflachter Lappen, die an den Seiten hervorstanden. Zwischen den Lappen und dem Panzer ragten Borstenbündel aus dem Körper heraus. Insgesamt ist der Wurm rund 16 Millimeter lang. „Er sieht aus wie der unwahrscheinliche Nachkomme aus der Kreuzung eines Borstenwurms und einer Chiton-Molluske. Interessanterweise gehört er aber zu keiner dieser beiden Gruppen“, sagt Co-Autor Jakob Vinther von der University of Bristol.

Stammbaum
Position von Wufengella im Stammbaum der Lophophoraten. © Luke Parry

Verwandtschaft mit Ringelwürmern

Stattdessen handelt es sich offenbar um einen Vertreter der Camenellan-Tommotiide, einer Gruppe wirbelloser Tiere, die im frühen Kambrium lebte und als Stammgruppe der Armfüßer und Hufeisenwürmer gilt. Parry erklärt: „Wufengella gehört zu einer Gruppe kambrischer Fossilien, die für das Verständnis der Entwicklung der Lophophorata entscheidend ist. Dank dieser Fossilien verstehen wir nun, wie sich aus Vorfahren mit vielen schalenartigen Platten die Armfüßer entwickelten, die nur noch zwei muschelartige Schalen aufweisen.“

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Anders als die heutigen Vertreter, die sich sesshaft im Meeresboden oder an Oberflächen verankern, war Wufengella beweglich. Der eindeutig segmentierte Körperbau legt eine evolutionäre Verwandtschaft mit den Ringelwürmern nahe, zu denen auch der heutige Regenwurm gehört. Schon früher hatten Biologen Ähnlichkeiten zwischen den Larven der Armfüßer und Ringelwürmern bemerkt. „Jetzt können wir sehen, dass diese Ähnlichkeiten auf eine gemeinsame Abstammung zurückzuführen sind“, sagt Vinther. „Der gemeinsame Vorfahre von Lophophoraten und Ringelwürmern hatte eine Anatomie, die den Ringelwürmern am ähnlichsten war.“

Von beweglich zu sesshaft

Den Forschern zufolge entwickelte der wurmförmige Vorfahr der Lophophoraten im Laufe der Evolution eine sesshafte Lebensweise und entwickelte eine Ernährung, bei der er Nahrungspartikel mit dem Wasser zu sich strudelt. „Ein langer, wurmförmiger Körper mit vielen Körpereinheiten wurden dann weniger nützlich und wurde daher reduziert“, erklärt Vinther.

„Diese Entdeckung zeigt, wie wichtig Fossilien für die Rekonstruktion der Evolution sein können“, sagt Co-Autor Greg Edgecombe vom Natural History Museum in London. „Wir erhalten ein unvollständiges Bild, wenn wir nur die lebenden Tiere betrachten, mit den relativ wenigen anatomischen Merkmalen, die zwischen den verschiedenen Stämmen geteilt werden. Mit Fossilien wie Wufengella können wir jede Abstammungslinie bis zu ihren Wurzeln zurückverfolgen und erkennen, dass sie einst ganz anders aussahen und sehr unterschiedliche Lebensweisen hatten, die manchmal einzigartig waren und manchmal mit entfernteren Verwandten geteilt wurden.“

Quelle: Jin Guo (Yunnan University, China) et al., Current Biology, doi: 10.1016/j.cub.2022.09.011

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