Lebendgeburt bei Ichthyosauriern – entstand sie an Land?

So, endlich komm ich mal wieder dazu, einen Blogeintrag zu machen…

Wenn man an Lebendgeburt denkt, kommen einem meistens als erstes Säugetiere in den Sinn. Das ist verständlich, immerhin bringen bis auf ein paar wenige Ausnahmen alle Säugetiere ihre Jungen lebend zur Welt. Die meisten anderen Wirbeltiere dagegen legen Eier, die Entwicklung und Geburt der Jungen findet also erst außerhalb des Elterntieres statt. Aber auch einige Fische und Reptilien bringen lebende Junge zur Welt (Video einer Schlangengeburt). Tatsächlich hat sich die Lebendgeburt bei Wirbeltieren im Laufe der Erdgeschichte 141 mal unabhängig voneinander entwickelt, davon allein 108 mal bei den Squamata (Echsen und Schlangen).

Wir kennen heute einige Fossilien, die Lebendgeburten bei urzeitlichen Tieren belegen. Die bekanntesten dürften dabei Ichthyosaurier, umgangsprachlich auch Fischsaurier genannt, sein. Ichthyosaurier waren keine Dinosaurier, sondern werden mit einigen primitiveren Verwandten zu den Ichthyopterygia zusammengefasst. Ihr Ursprung ist meines Wissens noch weitgehend unerforscht, was aber anscheinend sicher ist, dass es Diapsiden waren.[1] Die rezenten Diapsiden umfassen alle heutigen Reptilien einschließlich der Vögel.

Fossiler Stenopterygius triscissus mit Embryo aus Tübingen (B.-Württemberg) by Ghedoghedo under Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported license.

Fossiler Stenopterygius triscissus mit Embryo aus Tübingen (B.-Württemberg)
by Ghedoghedo under Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported license.

Ichthyosaurier bzw. Ichthyopterygia allgemein waren hoch spezialisierte Meeresbewohner. Sie entwickelten einen fischähnlichen Körper (daher auch ihr Name) und machten in den prähistorischen Meeren Jagd auf Fische und Kopffüßer. Fossilien finden sich von der Trias bis zur Kreide. Sie sind dabei ein schönes Beispiel für konvergente Evolution. Fische, Wale und Ichthyosaurier haben vollkommen unabhängig voneinander ähnliche Merkmale entwickelt.

Bei den fortschrittlicheren Ichthyosauriern lief der Geburtsvorgang wohl ähnlich wie heutigen Walen ab: ein Neugeborenes verließ, aufgrund von Ertrinkunsgefahr, den Körper der Mutter mit

Lebendrekonstruktion von Ichthyosaurus communis. by Nobu Tamura under Creative Commons Attribution 3.0 Unported license.

Lebendrekonstruktion von Ichthyosaurus communis.
by Nobu Tamura under Creative Commons Attribution 3.0 Unported license.

dem Schwanz voraus und schwamm anschließend an die Oberfläche um Luft zu holen.

Wie Motani et al. in einem kürzlich auf PLoS One veröffentlichten Artikel zeigen, war dies nicht immer so. Auf einer Ausgrabung im chinesischen Majashan konnten sie 80 neue Skelette dreier primitiver Ichthyopterygia-Gattungen bergen. Bemerkenswert ist dabei das Fossil eines Chaohusaurus geishanensis, das innerhalb des Körpers noch Embryonen enthält.

Chaohusaurus war ein basaler Ichthyopterygia und lebte vor ca. 248 Millionen Jahren (mittleres Spathium, Untertrias), etwa 20 Mio. Jahre vor den ältesten bekannten Dinosauriern. Damit ist C. geishanensis nicht nur der älteste Ichthyopterygia, sondern auch das älteste bekannte Meeresreptil des Mesozoikums.

Lebendrekonstruktion von Chaohusaurus geishanensis. by Nobu Tamura under Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported license.

Lebendrekonstruktion von Chaohusaurus geishanensis.
by Nobu Tamura under Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported license.

Das Exemplar mit den Embryonen ist unvollständig, seine ursprüngliche Länge wird auf rund einen Meter geschätzt. Motani et al. fanden insgesamt drei Embryonen/Neugeborene, die zu diesem Muttertier gehörten. Eines befand sich noch in der Bauchhöhle des Elterntieres, eines außerhalb und ein letztes sogar halb im Bereich des Beckengürtels und halb außerhalb der Mutter. Die drei Tiere sind außergewöhnlich gut erhalten, Motani et al. schätzen ihre Länge auf etwa 18 cm.  Zusätzlich verfügten sie wohl über 40 bis 50 Zähne, das sind zehn Zähne weniger als bei einem erwachsenen Tier. Auffällig ist, dass die Jungtiere den Körper der Mutter offensichtlich mit dem Kopf voraus verlassen haben. Das kennt man vor allem von an Land lebenden Wirbeltieren.

Chaohusaurus-Fossil mit den drei Embryonen/Neugeborenen. Man erkent Wirbelknochen des Muttertiers (schwarz), hintere Gliedmaße mit Becken (blau), Rippen und Bauchrippen (grün), sowie zwei Embryonen (orange und gelb) und die Reste eines Neugeborenen (rot). by Mosanti et al. (2014) under the Creative Commons Attribution License.

Chaohusaurus-Fossil mit den drei Embryonen/Neugeborenen. Man erkent Wirbelknochen des Muttertiers (schwarz), hintere Gliedmaße mit Becken (blau), Rippen und Bauchrippen (grün), sowie zwei Embryonen (orange und gelb) und die Reste eines Neugeborenen (rot).
by Motani et al. (2014) under the Creative Commons Attribution License.

Doch was ist hier genau passiert? Sind Mutter samt ihrer vier Jungen allesamt während der Geburt gestorben? Handelt es sich überhaupt um eine Geburtsszene? Die kleinen Tiere weisen ausreichend anatomische Merkmale mit anderen Chaohusauriern auf und ihre Knochen wurden nicht von der Magensäure des großen Tieres angegriffen, sie wurden also nicht gefressen, sondern waren wohl tatsächlich die eigenen Jungen des großen Exemplars.

Eine vergleichbare Szene fände sich auch bei einem Fossil des jurassischen Ichthyosauriers Stenopterygius (siehe unten).  Ein Muttertier scheint gerade ein Junges zur Welt zu bringen und ist so bis heute versteinert. Boettcher (1990) interpretiert das Fossil dagegen so, dass der erwachsene Ichthyosaurier schon einige Zeit früher starb und der Embryo erst später durch entstehende Fäulnissgase ausgetrieben wurde.

Diese Hypothese lässt sich aber nicht wirklich auf das Chaohusaurus-Fossil anwenden. Die Fossilien des Neugeborenen belegen, dass das Muttertier bereits ein Junges zur Welt brachte. Motani et al. schlussfolgern deswegen, dass das Elterntier tatsächlich während der Geburt verstarb.

Nun noch zu dieser scheinbar ungünstigen Art der Lebendgeburt. Die Geburt hat im Wasser stattgefunden, das belegt die Geologie des Fundorts. Tatsächlich kennt man von marinen Säugern wie dem Belugawal, ja sogar von Stenopterygius (siehe oberstes Bild), Fälle mit einer „umgekehrten“ Geburtsrichtung. Es ist also möglich, auch wenn es nur eine Ausnahme. Motani et al. interpretieren es so, dass die Lebendgeburt selbst schon bei den landbewohnenden Vorfahren der Ichthyopterygia vorhanden war. Die spätere Umorientierung bei der Geburtsrichtung trat dann erst bei den fortschrittlicheren Ichthyosauriern als bessere Anpassung an ein Leben im Wasser auf.

Da Chaohusaurus nur wenige Millionen Jahre nach dem großen Massensterben am Ende des Perm lebte, lässt sich spekulieren, ob lebendgebärende Arten in der Erholungsphase nach diesem Aussterbeereignis schon relativ häufig vertreten waren.

Skelettrekonstruktionen von (A) Chaohusaurus mit den drei Jungtieren, (B) Chaohusaurus-Embryo und (C) Stenopteryigus mit Neugeborenem. by Mosanti et al. (2014) under the Creative Commons Attribution License

Skelettrekonstruktionen von (A) Chaohusaurus mit den drei Jungtieren, (B) Chaohusaurus-Embryo und (C) Stenopteryigus mit Neugeborenem (Skala 5 cm).
by Motani et al. (2014) under the Creative Commons Attribution License

Literatur:

Motani R, Jiang D-y, Tintori A, Rieppel O, Chen G-b (2014), Terrestrial Origin of Viviparity in Mesozoic Marine Reptiles Indicated by Early Triassic Embryonic Fossils, PLoS ONE 9(2): e88640. doi:10.1371/journal.pone.0088640

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