Neue geowissenschaftliche Studie zeigt Fossilien aus der Trias, die Aufschluss über die Herkunft lebender Amphibien geben

Ein Team von Paläontologen der Virginia Tech unter der Leitung des Doktoranden Ben Kligman hat in Arizona die ersten Blinddarmfossilien aus der Trias-Ära entdeckt, die ältesten bekannten ihrer Art. Der Fund trägt dazu bei, eine riesige Lücke von etwa 90 Millionen Jahren in der historischen Aufzeichnung der Blinddarmkrebse zu schließen, in der zuvor keine Fossilien gefunden wurden, was die Wissenschaftler verblüfft.

25. Januar 2023

Abbildung Wurm

Die kleinsten neu gefundenen Fossilien können das Wissen der Paläontologen über unsere Geschichte auf den Kopf stellen.

Ein Team von Paläontologen der Virginia Tech und den USA Der Petrified-Forest-Nationalpark hat unter anderem das erste „unverwechselbare“ Blinddarmfossil aus der Trias entdeckt – die ältesten bekannten Blinddarmfossilien – und verlängert damit die Aufzeichnungen dieser kleinen, grabenden Amphibie um etwa 35 Millionen Jahre. Der Fund füllt auch eine Lücke von mindestens 87 Millionen Jahren im bekannten historischen Fossilienbestand des amphibienähnlichen Lebewesens.

Das Fossil wurde erstmals von Ben Kligman, einem Doktoranden am Department of Geosciences des Virginia Tech College of Science, im Petrified Forest National Park in Arizona bei einer Ausgrabung im Jahr 2019 mitentdeckt. Von Kligman als Funcusvermis gilmorei, das Fossil, benannt erweitert die Geschichte der Caecilianer um 35 Millionen Jahre zurück bis in die Trias vor etwa 250 bis 200 Millionen Jahren.

Vor dieser neuen Studie, die heute in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, waren nur zehn fossile Blinddarmvorkommen bekannt, die bis in die frühe Jurazeit vor etwa 183 Millionen Jahren zurückreichen. Frühere DNA-Studien gehen jedoch laut Kligman davon aus, dass die evolutionären Ursprünge der Blinddarmbewohner auf das Karbon oder Perm zurückgehen, also vor etwa 370 bis 270 Millionen Jahren, was eine Lücke von 87 Millionen Jahren darstellt. Es wurden jedoch keine derartigen Fossilien gefunden.

„Die Entdeckung der ältesten Blinddarmfossilien unterstreicht die entscheidende Natur neuer fossiler Beweise. Viele der größten offenen Fragen der Paläontologie und Evolution können ohne Fossilien wie dieses nicht gelöst werden“, sagte Kligman, der zuvor ein 220 Millionen Jahre altes Fossil entdeckt hatte Art von Cynodonten oder Stammsäugetieren, einem Vorläufer der heutigen Säugetiere. „Fossile Caeciliane sind außerordentlich selten und werden zufällig gefunden, wenn Paläontologen nach Fossilien anderer, häufiger vorkommender Tiere suchen. Unsere Entdeckung eines solchen war völlig unerwartet und hat die Entwicklung meiner wissenschaftlichen Interessen verändert.“

Mann mit Spitzhacke

Die Entdeckung der Fossilien erfolgte 2019 durch Kligman und den Praktikanten im Petrified Forest National Park, Xavier Jenkins, jetzt Doktorand. Student an der Idaho State University, während das Duo fossilhaltige Sedimente vom sogenannten Thunderstorm Ridge des Parks mithilfe eines Mikroskops verarbeitete. Funcusvermis wurde in einer Schicht der Chinle-Formation gefunden, die auf die Zeit vor etwa 220 Millionen Jahren datiert wurde, als Arizona in der Nähe des Äquators im zentralen Teil des Superkontinents Pangaea lag, sagte Kligman. In dieser Region herrschte damals ein heißes, feuchtes Klima. Heute ist es in Arizona immer noch heiß, aber die Luftfeuchtigkeit ist niedrig.

„Als ich den ersten Kiefer mit seiner markanten doppelten Zahnreihe unter dem Mikroskop sah, lief es mir kalt über den Rücken“, sagte Kligman. „Wir wussten sofort, dass es sich um einen Caecilian handelte, das älteste jemals gefundene Caecilian-Fossil und eine einmalige Entdeckung.“

Vor diesem Fund verbarg die 87 Millionen Jahre alte Lücke im Fossilienbestand die frühe Evolutionsgeschichte der Caecilianer, was zu einer jahrzehntelangen Debatte unter Wissenschaftlern über die Beziehungen der Caecilianer zu ihren Amphibienverwandten, Fröschen und Salamandern, führte.

„Funcusvermis erweitert das feuchte äquatoriale Vorkommensmuster, das bei allen bekannten fossilen und lebenden Caecilians zu beobachten ist, was darauf hindeutet, dass die biogeografische Geschichte der Caecilians durch die Beschränkung auf diese ökologischen Umgebungen bestimmt wurde, wahrscheinlich aufgrund physiologischer Einschränkungen im Zusammenhang mit der Luftfeuchtigkeit und eingeschränkt durch die Drift von Kontinentalplatten in die feucht-äquatoriale Zone hinein und aus ihr heraus nach der Fragmentierung von Pangäa“, sagte Kligman.

Moderne Caecilians sind gliedmaßenlose Amphibien mit zylindrischen Körpern und einem kompakten, kugelförmigen Schädel, der ihnen hilft, sich unter der Erde zu graben. Heute sind sie ausschließlich in Süd- und Mittelamerika, Afrika und Südasien beheimatet. Sie verbringen ihr Leben damit, sich in Laub oder Erde einzugraben und nach Beute wie Würmern und Insekten zu suchen. Diese unterirdische Existenz hat es Wissenschaftlern erschwert, Blinddarmkrebse zu erforschen. Mit einem Augenzwinkern beschreibt Kligman moderne Blindwüchsige als „augenlose Sockenpuppen mit dem Körper eines Wurms“.

Knochen unter dem Mikroskop

Funcusvermis weist tatsächlich Skelettmerkmale auf, die eher mit frühen Frosch- und Salamanderfossilien in Zusammenhang stehen, was die Beweise für einen gemeinsamen Ursprung und eine enge evolutionäre Beziehung zwischen Blindfischen und diesen beiden Gruppen untermauert. Funcusvermis hat auch Skelettmerkmale mit einer alten Gruppe von Amphibien gemeinsam, die Paläontologen als dissorophoide Temnospondyle kennen. Kligman fügt hinzu: „Im Gegensatz zu lebenden Blindwühlmäusen fehlen Funcusvermis viele Anpassungen, die mit dem Graben unter der Erde verbunden sind, was darauf hindeutet, dass die Merkmale, die mit einem unterirdischen Lebensstil in den frühen Stadien der Blinddrüsenentwicklung verbunden sind, langsamer erworben werden.“

Nun, hier ist der lustige Teil: Der Gattungsname „Funcusvermis“ wurde vom Lied „Funky Worm“ der Ohio Players aus dem Jahr 1972 aus ihrem Album Pleasure inspiriert, einem Lieblingslied der Autoren, das oft bei der Ausgrabung von Fossilien am Thunderstorm Ridge gespielt wurde. „Funcus“ leitet sich von der lateinischen Form des englischen Wortes Funky für die fröhliche, rhythmische Form der Tanzmusik ab, während „vermis“ vom lateinischen Wort für Wurm abgeleitet ist. (Übrigens ist es ein ausgezeichnetes Lied. Sozusagen ein sofortiger Ohrwurm.)

Der Artname Gilmorei ist eine Hommage an Ned Gilmore, den Sammlungsmanager an der Academy of Natural Sciences der Drexel University in Philadelphia. (Kligman kommt aus Philadelphia und war als Student ehrenamtlich für Gilmores Herpetologie-Nasssammlung tätig. „Er war ein wichtiger Mentor, der mein Interesse an Fossilien und Amphibien geweckt hat“, sagte Kligman.)

Zu den Co-Autoren der Studie gehören Michelle Stocker, eine Assistenzprofessorin, und Sterling Nesbitt, ein außerordentlicher Professor am Virginia Tech Department of Geosciences und Mitglieder des Global Change Center, das Teil des Fralin Life Sciences Institute ist. Weitere Autoren sind Adam Marsh, leitender Paläontologe; Matthew Smith, Museumskurator; und William Parker, Leiter für Wissenschaft und Ressourcenmanagement, alle im Petrified Forest National Park; und Bryan Gee, Postdoktorand am Burke Museum und Department of Biology der University of Washington.

„Wie das gleichnamige Lied sagt, ist es der verrückteste Wurm der Welt“, witzelte Marsh.

Stocker fügte hinzu: „Was wir sammeln, bestimmt wirklich, was wir darüber sagen können, welche Tiere vorhanden waren, wie viele es gab und wie sie aussahen. Ohne diese Methoden zur Fossiliensammlung und -analyse würden wir diese Erkenntnis verpassen.“ Viele wichtige Aspekte dieses Trias-Ökosystems. Nachdem wir nun ein Suchbild davon haben, nach welchen Knochen wir suchen müssen und wie wir nach ihnen suchen, wird es spannend sein zu sehen, welche anderen fossilen Fundorte diese frühen Lissamphibien bewahren.“

Nesbitt sagte, Funde wie dieser könnten die Paläontologie im besten Sinne des Wortes auf den Kopf stellen. „Dieser Fund zeigt deutlich, dass einige Fossilien, die man kaum sehen kann, unser Verständnis ganzer Gruppen, die man heute sehen kann, stark verändern können“, sagte er.

Im Petrified Forest National Park, wo die erste Entdeckung im Jahr 2019 gemacht wurde, wurden bis zum Sommer 2022 die Unterkiefer von mindestens 70 Funcusvermis-Individuen geborgen, was das Gebiet zum „reichsten jemals entdeckten fossilen Blinddarm produzierenden Knochenbett“ macht. sagte Kligman.

Nur eine Handvoll Knochen von Funcusvermis seien gefunden worden, darunter Ober- und Unterkiefer, ein Wirbel und ein Teil eines Hinterbeins, sagte Kligman. Alle gefundenen Knochen waren disartikuliert und nicht als vollständige Skelette. Ohne vollständige Skelette können Kligman und seine Forscherkollegen die Körperlänge von Funcusvermis nicht genau bestimmen, aber Schlussfolgerungen aus isolierten Elementen, wie zum Beispiel, dass der Unterkiefer weniger als einen Viertel Zoll lang ist, deuten darauf hin, dass Funcusvermis ein winziges Tier war.

„Seit seiner Entdeckung im Jahr 2017 hat der Standort Thunderstorm Ridge eine vielfältige Ansammlung von über 60 Tieren hervorgebracht, von Süßwasserhaien bis hin zu Dinosauriern“, sagte Kligman. „Mehrere weitere neue Arten, die an dieser Stelle entdeckt wurden, wurden kürzlich beschrieben. Viele andere neue Arten an dieser Stelle werden derzeit untersucht und werden in den kommenden Jahren veröffentlicht.“

Mit anderen Worten: Erwarten Sie durchaus, dass das, was Paläontologen über die Geschichte der Fossilien wissen, auf den Kopf gestellt wird.

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