In einem Zeitraum von vor rund 390 bis vor rund 250 Millionen Jahren besiedelten die ersten vierfüßigen Wirbeltiere, die so genannten Tetrapoden, neue Teile des Superkontinents Pangäa. Aus der Gruppe der frühen amphibischen Tetrapoden entwickelten sich die vollständig ans Landleben angepassten Amnioten, zu denen Reptilien, Dinosaurier, Vögel und auch die Säugetiere gehören. Bereits zu dieser Zeit, als der Stammbaum der Landwirbeltiere anfing sich zu verästeln, entstanden Ökosysteme mit komplexen Lebensgemeinschaften und Nahrungsnetzen.
Forscher am Museum für Naturkunde Berlin haben anhand von Fossilien untersucht, wie sich die vierbeinigen Bewohner dieser Ökosysteme ausgangs des Erdaltertums die neuen Lebensräume erschlossen.
Ausbreitung polwärts
„Wir haben zuvor die Diversität in dieser Gruppe untersucht und wollten uns nun auf ihre geografische Verbreitung konzentrieren“, sagt Jörg Fröbisch, der Leiter des Forschungsteams. Eine der Fragen war, ob es eine große Wanderbewegung der Tetrapoden gab. Sie könnten sich verbreitet haben, nachdem eine geografische Barriere wie ein Meer oder eine Gebirgskette verschwunden war. Alternativ könnten verschiedene Gruppen zu verschiedenen Zeiten in neue Gebiete vorgestoßen sein.
Amnioten kamen zunächst nur in den damals in Äquatornähe gelegenen Landteilen vor. Aus höheren Breiten, Gebieten im heutigen Russland und Südafrika, sind nur jüngere Fossilfunde bekannt. Besonders das südafrikanische Karoo-Becken ist eine ergiebige Lagerstätte von Fossilien aller Altersstufen vom mittleren Perm vor rund 270 Millionen Jahren bis in die mittlere Trias vor etwa 240 Millionen Jahren.
An der Grenze dieser geologischen Zeitalter, vor rund 250 Millionen Jahren, ereignete sich das größte bekannte Massenaussterben der Erdgeschichte. Nach einem solchen Massenaussterben können so genannte Desaster-Taxa auftreten. Ihre Populationen wachsen und sie breiten sich geografisch aus. Nach dem Perm-Trias-Massenaussterben war das etwa Lystrosaurus, ein Vertreter der so genannten Dicynodontier aus der Evolutionslinie der Säugetiere.
Fossilien dieses Pflanzenfressers, Fröbisch beschreibt seine Erscheinung als Mischung aus Dackel und Echse mit einem Hornschnabel und zwei Hauern, wurden in Südafrika, der Antarktis, China, Indien und Russland gefunden. In Südafrika ist diese Form besonders häufig und es gibt Fundstellen, wo Lystrosaurus etwa 70 Prozent der Individuen ausmacht. Das Team um Fröbisch hat eine neue Methode entwickelt, um die relative Häufigkeit der Arten im Faunenvergleich zu berücksichtigen. „Vergleicht man mit unserer Methode die Faunen durch die Erdgeschichte, wird die Artenzusammensetzung über das Perm-Trias-Massenaussterben unterschiedlicher und nicht homogener“, berichtet Fröbisch.
Ausreißer im Stammbaum
Im Projekt wurden neben den analytischen Methoden zum Faunenvergleich auch auf Stammbäumen basierende biogeographische Untersuchungen durchgeführt, um die Ausbreitungsmuster einzelner Gruppe von Amnioten auf globaler Ebene nachzuvollziehen. Fröbischs Team untersuchte in diesem Zusammenhang zuvor wenig beachtete Vertreter der einzelnen Familien, die darüber hinaus an für die Gruppen ungewöhnlichen Orten gefunden wurden.
„Wir haben dann überprüft, wo wir diese Ausreißer im Stammbaum aller bekannten Tetrapoden einordnen können“, sagt Fröbisch. Auf Basis der Position im Stammbaum und dem geografischen Vorkommen dieser und nahe verwandter Arten schlossen die Forscher dann auf Migrationsbewegungen. Es zeigte sich, dass die untersuchten Arten zu unterschiedlichen Gruppen gehörten, die zu verschiedenen Zeitpunkten in ihre jeweiligen Gebiete gelangt waren.
Projekttitel
Die Biogeographie Spätpaläozoischer Tetrapoden
Laufzeit
01.04.2015 - 30.09.2018