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Die Anatomie der Mesosaurier

Zustandekommen des Projekts

Die Anregung zu diesem Projekt kam von einer Reihe von neuen Publikationen über Mesosaurierfossilien, die ihre Anatomie und Lebensbedingungen neu interpretierten. Die Diskussion über ihre Schädelanatomie und ihre phylogenetische Position unter den frühen Amnioten wurde neu entfacht. Mit meinem Projekt sollen diese Ergebnisse mit hochmoderner 3D-Bildgebung und besser erhaltenem Material überprüft werden.

Forschungsziele

Eines der Hauptziele meiner Forschung ist es, drei Mesosauridenarten genau anatomisch zu untersuchen (Mesosaurus tenuidens, Stereosternum tumidum and Brazilosaurus sanpauloensis), um neue phylogenetische Merkmale zu entdecken.

Der Stammbaum der Amnioten verzweigt sich in die Evolutionslinien der Säugetiere, der Synapsiden, und der Reptilien, der Sauropsiden (zu denen auch die Vögel gehören). Die Sauropsiden unterteilen sich in zwei weitere Hauptgruppen: Parareptilien und Eureptilien. Mesosauriden werden allgemein den Parareptilien zugerechnet. Allerdings legen einige Studien nahe, dass sie eine Grundform der Sauropsiden außerhalb der Aufteilung in Parareptilien und Eureptilien darstellen. Mithilfe neuer phylogenetischer Merkmale wird es möglich sein, die bestehenden Hypothesen zu diesen Verwandtschaftsverhältnissen zu überprüfen.

Durch eine 3D-Rekonstruktion der allgemeinen Anatomie eines Mesosauridenschädels arbeite ich darauf hin, die historische Kontroverse zu beenden, ob die Beschaffenheit des Schädels eine Zuordnung zu den Anapsiden (geschlossen) oder Synapsiden (eine Fenestrierung im unteren Schläfenbeinbereich) erlaubt. Darüber hinaus arbeite ich an einer umfassenden Neubeschreibung ihrer allgemeinen Anatomie, da durch die 3D-Bildgebung Bereiche des Skeletts sichtbar werden, die sich mit dem bloßen Auge praktisch nicht betrachten lassen.

Mithilfe neuester Methoden der 3D-Analyse stelle ich fest, ob es Unterschiede im Fressverhalten (Filtrierer vs. aktive Raubtiere) und der Fortbewegung zwischen den Mesosauriden-Taxa gibt.  

Schließlich untersuche ich die Ontogenese von Mesosauriern mit besonderer Berücksichtigung des Postcraniums, um herauszufinden, ob es mögliche Variationen in den Wachstumsabläufen von Mesosauriden gibt, aus denen sich mögliche Unterschiede im Fressverhalten zwischen Jungtieren und erwachsenen Mesosauriern ableiten lassen.    

Fragen

  • Welche ursprüngliche Schädelkonfiguration lag im Temporalbereich der Mesosauriden vor?_
  • Gab es bei der temporalen Fenestrierung der Mesosauriden einen Polymorphismus?
  • Sind Mesosauriden eine monophyletische Gruppe primitiver Parareptilien?
  • Gab es Unterschiede im Fressverhalten und in der Fortbewegung zwischen den verschiedenen Mesosauriden-Taxa?
  • Gab es bei einzelnen Mesosauridenarten unterschiedliche Wachstumsabläufe?

Methodik

Am Anfang meiner Arbeit stand die Sammlung einer beträchtlichen Zahl gut erhaltener Exemplare von Mesosauriern von verschiedenen Fundorten. Von ihnen wurden hochauflösende CT-Aufnahmen gemacht und unübertroffen detailgenaue 3D-Modelle erarbeitet. Mithilfe dieser Rekonstruktionen werde ich die Anatomie der Schädel aller drei Mesosaurierarten neu beschreiben und die Frage nach ihrer Schläfenbeinöffnung beantworten können.

Aufgrund der 3D-Modelle untersuche ich die inneren Schädelstrukturen, schaue mir den Endocast an, das innere Ohr und andere die kranialen Organe umhüllenden Strukturen, um so neue Hinweise auf die sensorischen Fähigkeiten der Mesosaurier zu erhalten. Ich plane auch, die Finite Element-Methode anzuwenden, eine von Ingenieuren angewendete Methode, mit deren Hilfe sich mechanische Reaktionen auf Gewichtsbelastung aufzeichnen lassen. So möchte ich die mechanischen Eigenschaften der Mesosaurierschädel erfassen, beispielsweise Beißkraft und Widerstandsfähigkeit des Schädels. Ich vergleiche dann die Mesosaurier mit anderen lebenden und fossilen sekundär aquatischen Tetrapoden. Mithilfe dieser Methoden möchte ich die aktuellen Hypothesen zur Ökologie der Mesosaurier überprüfen.

Schließlich besuche ich internationale Sammlungen, um dort lineare Messungen durchzuführen und eine Bilderdatenbank zusammenzustellen. Diese soll der geometrischen Morphometrie dienen, die wiederum die Grundlage für ontogenetische Studien bildet.

Projekttitel

Anatomie, Ökologie und Ontogenese von Mesosauriern unter Verwendung von 3D-Bildgebungsverfahren

Kooperationspartner

  • Robert R. Reisz, University of Toronto
  • Emily J. Rayfield, University of Bristol 

Laufzeit

01.05.2017 - 30.04.2020

Finanzierung

Deutsche Forschungsgemeinschft DFG (Projekt 372767665)