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Pirats Bestiarium: Editorial 6 - Nachlese

 

Pirats Bestiarium

 

Editorial 6 - Nachlese

 

Die fünfte Staffel des Bestiariums ist mit dem Bongo (Tragelaphus eurycerus) abgeschlossen und das Sauropoden-Special hat auch schon ein paar Artikel zu verzeichnen. Zusammen machen dies immerhin 53 vorgestellte Arten aus allen Teilen der Welt und aus einer Zeitspanne der letzten 510 Millionen Jahre. Diese nicht unbeachtliche Werk wurde – darauf sei hier auch mal hingewiesen – seit Ende August 2012 erarbeitet, also in nicht einmal vier Jahren.

 

Wie aber bereits mehrfach deutlich wurde, haben sich manche Erkenntnisse selbst in dieser Zeit deutlich gewandelt, nicht zuletzt so manche Verwandtschaftstheorie – bei den Vögeln und Fischen zum Beispiel. Aber auch sonst gibt es immer mal wieder Neues zu bereits vorgestellten Tierarten. Einige Beispiele möchte ich hier in Form einer Nachlese mal wieder in kurzer Form mitteilen.

 

Debatten und Neues zum Flores-Menschen (Homo floresiensis).

Der Flores-Mensch (Homo floresiensis) bleibt ein spannender Forschungsgegenstand der Paläoanthropologie. Wie einige sich noch erinnern werden, ist sein Status als valider Art nicht gänzlich unumstritten. Auf einen Teilaspekt der Debatten um diese Art bin ich leider erst nach dem Artikel gestoßen, für dieses Versäumnis entschuldige ich mich. Ich hole es hier nach.

 

Der indonesische Anthropologe Teuku Jacob, inzwischen über 80, suchte nach eigenem Bekunden schon lange vor dem Fund des Flores-Menschen nach zwergwüchsigen Völkern in der Inselwelt Indonesiens. Nachdem der Flores-Mensch bekannt wurde, suchte er auch auf Flores. Dort fand er angeblich in mehreren Dörfern eine kleine Population von sehr kleinwüchsigen Menschen – nur etwa 120 bis 150 cm groß. Jacob selbst glaubt, dass auch deren Schädelmerkmale mit denen des Flores-Menschen vergleichbar wären. 2005 erklärte Jacob wohl erstmals gegenüber den Ausgrabungsteams um Mike Morwood, die die Funde des Flores-Menschen geborgen hatten, dass die zwergwüchsigen Menschen gar nicht ausgestorben seien, sondern immer noch auf der Insel lebten und das ziemlich offen, in Dörfern in der Nähe und in alltäglicher Koexistenz mit anderen Menschen. 2006 machte ein Kamerateam um die Wissenschaftsjournalistin Monika Kovacsics, selbst studierte Biologin, auch Aufnahmen in diesen Dörfern. Ihr Team traf dabei offensichtlich selbst auf zwergwüchsige Menschen.

 

Verschiedene Kritikpunkte gibt es zu diesem ganzen Bericht natürlich schon. Zwar hat Jacob 2006 an einem Paper mitgewirkt, in dem er sich zusammen mit anderen Forschern auf den Standpunkt stellte, der Flores-Mensch sei nur ein Pygmäe mit einigen Pathologien, aber dennoch ein Vertreter des Homo sapiens. Aber ansonsten scheint er seit der Zeit nichts dazu selber publiziert zu haben. Das wäre aber zu erwarten, wenn er die nun wirklich spektakuläre Entdeckung gemacht hätte, dass auf Flores ein eigenes kleines Pygmäen-Volk leben würde. Und noch mehr wäre es zu erwarten, wenn ihm der Nachweis gelingen würde, dass der Flores-Mensch mit diesem Pygmäen-Volk identisch wäre. Zu dieser Veröffentlichung ist es nie gekommen. Es liegt der Verdacht nahe, dass Jacob seine Theorie nicht näher erhärten konnte.

 

Persönlich halte ich es durchaus für Denkbar, dass Zwergwuchs bei heutigen Menschen auf Flores vorkommt und vielleicht in manchen Dörfern auch gehäuft innerhalb von bestimmten Familien. Eine neue Veröffentlichung macht es aber unwahrscheinlicher, dass dies auf den Flores-Menschen zurückzuführen ist. Eine Forschergruppe um Thomas Sutikna und Michael Morwood, die die Ausgrabungen und Forschungen am Flores-Menschen seit Beginn an begleiteten, hat sich noch einmal der Datierung der Fundstücke aus der Höhle Liang Bua auf Flores angenommen. Die Methoden der physikalischen Datierung werden ja auch jedes Jahr verfeinert und auch die sedimentologischen Erkenntnisse zu der Fundstelle sind angewachsen. Frühere Datierungen, die die jüngsten Überreste des Flores-Menschen auf ein Alter von 18000 Jahren datierten und damit eine Ko-Existenz mit dem heutigen Menschen und vielleicht sogar ein Überleben in fast noch historische Zeiten möglich erscheinen ließen, wurden nun überprüft – und verworfen. Diese Datierungen stammen anscheinend aus einer Schicht, in der älteres Material aufbereitet wurde und die erosiv in eine ältere Schicht einschnitt. Dies verursachte fehlerhafte Messdaten. Was sich aber tatsächlich erhärten lassen konnte, waren deutlich höhere Datierungen: Die Knochenfunde des Flores-Menschen sind danach zwischen 100000 und 60000 Jahre alt, die dieser Art zugeschriebenen Steinwerkzeuge zwischen 190000 und 50000 Jahren. Damit ist der Flores-Mensch deutlich früher ausgestorben als bisher angenommen – und die Wahrscheinlichkeit, dass die verbliebene Zeit bis heute ohne einen weiteren fossilen Nachweis überbrückt werden kann, deutlich geringer geworden.

 

Vermutlich wird das aber nicht das letzte Wort zum Flores-Menschen gewesen sein. Die hier zitierte Literatur:

 

Jacob, T., Indriati, E., Soejono, R.P., Hsü, K., Frayer, D.W., Eckhardt, R.B., Kuperavage, A.J., Thorne, A. & Henneberg, M. 2006. Pygmoid Australomelanesian Homo sapiens skeletal remains from Liang Bua, Flores: Population Affinities and pathological abnormalities. – PNAS 103, 36: 13421-13426.

 

Sutikna, T., Tocheri, M.W., Morwood, M.J. et al. 2016. Revised stratigraphy and chronology for Homo floresiensis at Liang Bua in Indonesia. – Nature 532: 366-369.

 

http://bild-der-wissenschaft.de/bdw/bdwlive/heftarchiv/index2.php?object_id=30697742

 

 

Ein Kopf für Hallucigenia sparsa 

Hallucigenia sparsa…was wäre die Paläontologie langweilig ohne dieses schräge Fossil. Noch als ich diese Art vorstellte, gab es große Meinungsverschiedenheiten darüber, wie der Kopf ausgeprägt war. Es ist eine besondere Freude, zu verkünden, dass dieses Geheimnis nun gelüftet ist! Im Sommer 2015 präsentierten Martin R. Smith aus Cambridge und Jean-Bernard Caron vom Royal Ontario Museum in Toronto neues Fossilmaterial vom Burgess Shale, das sie mit hochauflösenden Mikroskopen untersucht hatten. Die neuen Stücke zeigten nun den Kopf von Hallucigenia sparsa in bester Erhaltung und mit allen Strukturen. Es zeigt sich nun, dass die kleineren Körperanhänge im Kopfbereich tatsächlich Tentakel an der Basis des Kopfes darstellten, die möglicherweise beim Festhalten von Nahrung dienten. Der Kopf selber war eine längliche Röhre mit einem Paar einfacher Augen auf der Oberseite und einem endständigen Maul, das sich in eine verbreitete Kammer öffnete. Hinter dieser Kammer lag ein Ring aus Skleriten, die wahrscheinlich der Nahrungsbearbeitung dienten. Die darauffolgende Schlundröhre scheint ebenfalls durch längsorientierte festere Elemente verstärkt gewesen zu sein.

 

Der erwähnte Skleritring erinnert an ähnliche Strukturen, die man bei anderen Stammlinienvertretern der Gliederfüßer (Arthropoda) kennt. Daher wird nun vermutet, dass es sich hierbei um ein ursprüngliches gemeinsames Merkmal aller Panarthropoda handelt.

 

Das Paper zu diesen phänomenalen Ergebnissen:

 

Smith, M.R. & Caron, J.B. 2015. Hallucigenia’s head and the pharyngeal armature of early ecdysozoans. – Nature 523: 75-78.

 

HallucigeniaKopf

 

Bild 1: Auf Grund neuer Funde rekonstruieren Forscher den Körper von Hallucigenia sparsa nun so, mit endlich korrektem Kopf. F ist die lange schlundartige Speiseröhre zum Verdauungstrakt (G). Mo ist die Mundöffnung, BC die erweiterte Kammer hinter dem Maul. CE markiert den Skleritring. rE und lE sind das rechte und das linke Auge. Die Einzelabbildungen: a: Das komplette Tier von der linken Seite. Der Kopf ist rechteckig umrandet; b: Das komplette Tier von oben; c: Das komplette Tier von vorne; d: Der Kopf von oben; e: Der Kopf von der Seite. Quelle: Smith & Caron 2015.

 

Die Invasion der Feuerfische geht weiter…

Ja, es gibt auch neues vom Pazifischen Rotfeuerfisch (Pterois volitans). Wie berichtet, verbreitet sich diese indopazifische Art nach ihrer Einschleppung durch den Menschen in die Karibik genau dort sehr stark.  Forscher beobachteten bisher sehr genau, in welche Richtung sich die Tiere weiter ausbreiten würden – vielleicht auch nach Süden, die südamerikanische Küste entlang? Im April 2015 erlangte diese Frage neue Aktualität, als ein Forscherteam vom Fang eines Pazifischen Rotfeuerfisches an der felsigen Küste von Arraial do Cabo im Südosten Brasiliens, 5500 km entfernt vom südlichsten Vorkommen der Art in der Karibik. Genetische Untersuchungen zeigten, dass der Fisch zumindest von seinen Genmarkern her zu der karibischen Population passt. Dennoch ist noch unsicher ob der Fisch aus einer besonders weit verdrifteten Larve entstanden ist, ob der Pazifische Rotfeuerfisch vielleicht bisher unbemerkt die brasilianische Küste über tausende Kilometer hinweg besiedelt hat oder ob der Fisch von einem Aquarianer ausgesetzt wurde.

 

Das Paper dazu:

 

Ferreira, C.E.L., Luiz, O.J. et al. 2015: First record of invasive Lionfish (Pterois volitans) for the Brazilian Coast. – PLoS ONE 10,4: e0123002. Doi:10.1371/journal.pone.0123002

 

PvolitansBrasilien

 

Bild 2: An ungewöhnlicher Stelle wurde nun ein Pazifischer Rotfeuerfisch zum ersten Mal nachgewiesen – 5500 km vom bisherigen Vorkommen in der Karibik entfernt. Quelle: Ferreira et al. 2015.

 

 

Doch kein zu hoher Blutdruck bei Sauropoden

Es ist eines der faszinierendsten Rätsel in der Paläontologie und ich habe es schon vor längerem im Artikel über Giraffatitan brancai angerissen: Wie haben es die Sauropoden, die dank ihres langen Halses den Kopf bis in Höhen von 13 m erheben konnten, geschafft, ihr Gehirn noch mit Blut zu versorgen? Ohne einen Blutdruck zu erreichen, der jede Hirnader zerlegt hätte? Dieses Rätsel widerstand bisher jedem sinnvollen Lösungsansatz.

 

Das änderte sich im Frühjahr 2016, als ein australisches Forscherteam, verstärkt um einen Kollegen von der Royal University of Bhutan (ja, ernsthaft…hab auch erst gestutzt, finde es aber Klasse, wenn jemand aus so einem kleinen Land auch mal mitmischt), eine neue Studie zu dem Thema vorlegten. Das Team bestand aus Physikern und Biomechanikern und sie hatten die eigentlich recht schlichte Idee: Warum nicht einfach mal den anzunehmenden Blutkreislauf maßstabsgetreu nachbauen?

 

Gesagt, getan! Das Forscherteam baute im verkleinerten Maßstab ein Kreislaufsystem samt Pumpe nach und testete verschiedene Varianten davon durch. Und natürlich wurde jede Menge zugrundeliegende Physik durchexerziert, alles wurde durchgerechnet. Die mathematischen Feinheiten spare ich an dieser Stelle, faszinierend sind die Ergebnisse, die am Ende standen!

 

Im Ergebnis kommen die Forscher zu dem Schluss, dass selbst ein Sauropode, der seinen Kopf in 13 m Höhe hielt, keinen höheren Blutdruck brauchte als eine heutige Giraffe. Die größere Entfernung wurde demnach dadurch kompensiert, dass beim Abfluss des Blutes über die Venen eine Art Siphon-Effekt entstand, der das arterielle Blut quasi nachzog und damit die Tätigkeit des Herzens unterstützte (den Siphon-Effekt kennt jeder, der schon einmal Flüssigkeit über einen dünnen Schlauch kurz angesogen hat und danach fließt alles wie von alleine). Diese Idee wurde bereits 1996 einmal formuliert, damals aber theoretisch verworfen, weil bei diesem Effekt es zu  einem Venenkollaps kommen müsste. Die Experimente nun zeigen aber, dass der Siphon-Effekt durchaus wirkt, aber durch den steten Nachstrom des Blutes ein Venenkollaps verhindert worden sein dürfte. Dadurch musste das Sauropodenherz wesentlich weniger Kräfte aufbringen, um das Blut nach oben zu befördern. Aber: Auch so hatte das System seine Grenzen. Das Team berechnete einen maximalen Höhenunterschied zwischen Herz und Gehirn von 11 bis 12 m, bis zu dem der Kreislauf diese Weise funktionierte.

 

Faszinierenderweise stimmt das mit den fossilen Befunden überein. Bisher wurde kein Sauropode entdeckt, bei dem der entsprechende Abstand größer war – selbst bei den größten Vertretern der Gruppe entspricht der Höhenunterschied tatsächlich knapp diesem theoretischen Maximalabstand. Dies ist ein wichtiger Befund aus dem Fossilbericht, der diese neue Theorie untermauert.

 

Ich jedenfalls finde diesen Lösungsansatz großartig. Hier das Paper dazu:

 

Hughes, S., Barry, J., Russell, J., Bell, R. & Gurung, S. 2016. Neck length and mean arterial pressure in the sauropod dinosaurs. – Journal of Experimental Biology 219: 1154-1161.

 

SauropodenKreislaufExp

 

Bild 3: So sieht das dann aus, wenn man den Kreislauf eines Sauropoden maßstabsgetreu simulieren will. Quelle: Hughes et al. 2016.

 

 

Die Stichprobe

Werfen wir nun einen Blick auf die Statistiken unserer Stichprobe. Gibt es neue Trends oder Verzerrungen?

 

18 von 53 vorgestellten Arten sind fossile Arten. Das sind etwa 34 % - deutlich mehr als beim letzten Mal. Dieser Anstieg ist nicht zuletzt den zusätzlichen Artikeln durch das Sauropoden-Special geschuldet – Sauropoden sind durchweg nur fossil überlieferte Arten.

 

Die Statistik nach Tiergruppen hat ebenfalls Veränderungen erfahren. Der Anteil der Insekten ist mit 13,2 % deutlich gesunken, einfach weil in der letzten Staffel kein Insekt behandelt wurde. Der Anteil aller Gliederfüßer (Arthropoda) ist ebenfalls gesunken, auf 22,6 %. Gegenüber den Verhältnissen in der Natur ist das eine krasse Unterrepräsentierung. Die Strahlenflosser (Actinopterygii) haben ebenfalls verloren und sind mit den Insekten nun gleichauf. Die Säugetiere haben ihren Wert von 15 % erfolgreich verteidigt. Wer aufgeholt hat sind die Dinosaurier inklusive der Vögel, die auf einen Anteil von 18,9 % kommen. Deutlich unterrepräsentiert sind leider immer noch die Weichtiere (Mollusca) mit lediglich 3,8 %. Zugegeben, in letzter Zeit interessierten mich Weichtiere eher weniger. Man darf gespannt sein, ob diese Verzerrungen durch meine willkürliche Auswahl sich beizeiten noch aufheben.

 

In der Geographie-Statistik bildet Nordamerika (Nearktis) immer noch das Schlusslicht – mit lediglich einem Vertreter (1,9 %). Spitzenreiter bleiben hier die Paläarktis (Europa und Nordasien) mit 9,4 %, die Neotropis (Südamerika) und der Indopazifik mit je 7,6 %. Es fällt auf, dass zwar der Indopazifik damit seinen Anteil halten konnte, aber Paläarktis und Neotropis verloren haben. Dies ist dem Umstand geschuldet, dass mit dem Nordpazifik und dem Ostpazifik zwei neue Regionen dazu kamen mit 3,8 und 1,9 %. Außerdem hat die Afrika sich auf 5,7 % verbessert. In der Natur müssten eigentlich die Neotropis und der Indopazifik als die Regionen mit einigen der artenreichsten Ökosysteme deutlicher herausstechen und vor allem die Paläarktis deutlich deklassieren. Die hier auftretende Abweichung ist wie üblich meiner willkürlichen Auswahl geschuldet.

 

Schließen wir die kurze Statistikexkursion mit der Größenstatistik ab (die Statistik nach Lebensräumen machen wir beim nächsten Editorial wieder). Ich gebe diese Statistik hier kurz als Tabelle wieder:

 

1 mm – 1 cm: 7,6 %

1 – 10 cm: 24,5 %

10 -100 cm: 30,2 %

1 – 10 m: 30,2 %

10 – 100 m: 7,6 %

 

Die letzte Kategorie – 10 bis 100 m – hat dazu gewonnen, sie wird bisher praktisch komplett von den vorgestellten Sauropoden gestellt, also fossilen Arten. Zugleich hat sich dadurch das Muster einer groben Glockenkurve noch verstärkt. Ein interessantes Phänomen nach wie vor, dass sich trotz einer willkürlichen Artenauswahl ausgerechnet bei der Größenverteilung eine Glockenkurve ergibt.

 

Der Stammbaum

Es ist nun soweit…unser Stammbaum ist so umfangreich und buschig, dass ich ihn aus Gründen der Übersichtlichkeit auf zwei Teile aufteilen musste.

 

Phylogenie5a

Bild 4: Dies ist der erste Teil des Stammbaums. Hier sind vor allem die Verzweigungen aller vorgestellten wirbellosen Arten im Detail dargestellt; alle Wirbeltiere sind im unteren Teil des Stammbaums als Vertebrata zusammengefasst – wie dieser Zweig im Detail aussieht, sehen wir gleich im zweiten Teil. Schauen wir erstmal, was im ersten Teil auffällt. Zunächst einmal: Die schwarzen Kreuze markieren ausgestorbene Arten, die rötlich unterlegte Fläche bezeichnet die Insekten in diesem Stammbaum. Zwei Gruppen kristallisieren sich jetzt schon deutlicher heraus: Die Nesseltiere (Cnidaria) mit Bazinga rieki und Buddenbrockia plumatellae. Und die Spinnen mit den beiden Arten Pirata piraticus und Macracantha arcuata. Bemerkenswert ist vor allem die basale Position der Rippenqualle Lampocteis cruentiventer, wodurch diese hier zur basalen Schwestergruppe aller anderen vorgestellten Arten wird. Und nicht minder bemerkenswert die Position des Seeigels Asthenosoma marisrubri – als Schwestergruppe der Wirbeltiere!

 

Phylogenia5b

Bild 5: Der zweite Teil des Stammbaums zeigt die Aufschlüsselung, was sich hinter dem Vertebrata-Zweig verbirgt. Ganz basal steht hier der ausgestorbene Panzerfisch Dunkleosteus terrelli, während sich die meisten anderen Arten in mehreren größeren Gruppen zusammenballen. Einige davon habe ich farbig hervorgehoben: bläulich die Strahlenflosser (Actinopterygii), grünlich die Dinosaurier (inklusive der Vögel) und violett die Säugetiere (Mammalia). Wie schon in früheren Stammbäumen habe ich hier den modernen Menschen (Homo sapiens) mit in den Stammbaum aufgenommen, um unsere Position innerhalb des ganzen Busches deutlicher zu machen – und wie man sieht, sitzen wir mitten in den schon deutlich verzweigten Säugetieren. Bei den Dinosauriern stellen sich die Sauropoden inzwischen als deutlich eigene Linie dar, beginnend mit Amargasaurus cazaui bis hin zu Alamosaurus sanjuanensis. Bei den restlichen Reptilien zeigen sich die beiden fossilen Meeresreptilien Cryptoclidus eurymerus und Kronosaurus queenslandicus jetzt deutlicher als Schwestergruppe zu heutigen Echsen. Wie sich im Laufe der Zeit noch zeigen wird, ist dies tatsächlich aber eine sehr entfernte Verwandtschaft, die sich hier nur als so eng darstellt, da wir nur eine begrenzte Stichprobe haben.

 

 

Wie geht’s weiter?

So, ich hab mir mal wieder viel Mühe gegeben, ein paar interessante Viecher zusammenzusuchen für die nächste Zehner-Staffel. Unter dem Vorbehalt, dass alles nach Plan klappt, werden uns einige Insekten begegnen, aber auch eine bisher nicht vertretene Wirbeltiergruppe und etwas niedliches. Im Gegensatz zur letzten Staffel wird es nur eine fossile Art dabei geben – und die ein oder andere Überraschung, wie immer. Daneben wird es mit dem Sauropoden-Special weitergehen. Ich hoffe, ich habe eine gute Mischung zusammengestellt, die auch weiterhin Anklang findet…