2023 Autor: Bryan Walter | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-05-24 23:09
Versteinerte Überreste des Belemnits Belemnoteuthis antiquus, 166 Millionen Jahre alt
Ein internationales Wissenschaftlerteam ist zu dem Schluss gekommen, dass die moderne Vielfalt der Doppeldecker-Kopffüßer oder Coleoidea, zu der Kraken, Tintenfische und Tintenfische gehören, auf die sogenannte mesozoische Meeresrevolution vor mehr als 100 Millionen Jahren zurückgeht. Dies fällt zeitlich mit einem starken Anstieg der Artenvielfalt von Rochenfischen und einigen anderen Meereswirbeltieren zusammen, was auf einen intensiven evolutionären Wettbewerb zwischen diesen Tieren hinweist. Die Ergebnisse der Arbeit wurden in der Zeitschrift Proceedings of the Royal Society B veröffentlicht.
Koleoide, die am häufigsten vorkommende Unterklasse der Kopffüßer (Cephalopoda), haben eine einzigartige Reihe von evolutionären Anpassungen, wie den Verlust der äußeren Hülle und als Folge davon die Fähigkeit, die Körperform über einen weiten Bereich zu verändern; Strahlantrieb; schneller Farbwechsel als Reaktion auf Reize; Akkommodation und polarisiertes Sehen; das Vorhandensein eines Tintenbeutels und des am weitesten entwickelten Gehirns aller Wirbellosen. Diese Eigenschaften helfen ihnen, Raubtieren zu entkommen, sich am Boden zu tarnen, in enge Spalten einzudringen, aus dem Griff zu rutschen und mit großer Beschleunigung unter der Hülle einer Tintenwolke zu entkommen. Aufgrund des Fehlens eines Knochenskeletts oder einer großen Schale bildeten Koleoide selten Fossilien, was eine Analyse ihrer Entwicklung erschwert.
Die ältesten koleoiden Fossilien stammen aus dem Känozoikum, aber es gibt Lücken in ihrer Geschichte von Dutzenden und Hunderten von Millionen Jahren. Die ältesten bekannten Vertreter, die Belemniten, die eine vollwertige kegelförmige Innenschale besaßen, starben am Ende der Kreidezeit vor etwa 65 Millionen Jahren aus. Einige Studien deuten darauf hin, dass sich Kopffüßer vor etwa 415 Millionen Jahren an der Wende des Silur- und Devon-Zeitalters von ihren nächsten Verwandten, den Nautilus, trennten. Tiefseekraken, die in der Wassersäule leben und sich von Detritus ernähren (Unterordnung Incirrina), wie die Höllenvampire (Vampyroteuthis infernalis) und Grimpoteuthis (Grimpoteuthis spp.), erschienen bereits im frühen Mesozoikum (vor 242 ± 38 Millionen Jahren). Die am weitesten verbreiteten jetzt untersten räuberischen Kraken (Unterordnung Cirrina) und zehnarmige Koleoide des modernen Typs erschienen jedoch viel später. Der Mangel an fossilen Überresten erlaubte es nicht, die Entwicklung dieser Weichtiere und die Entstehung ihrer Vielfalt genauer zu beschreiben.
Um diese Lücke zu schließen, verwendeten die Universität Bristol und Kollegen aus Dänemark, den USA und Japan die Methode der molekularen Uhr. Es basiert auf der Hypothese, dass die Akkumulation von evolutionär signifikanten Mutationen mit einer relativ konstanten Rate erfolgt. Wenn man diese Rate kennt und die genetischen Unterschiede zwischen verwandten Taxa (Arten, Gattungen, Familien usw.) analysiert, ist es möglich, die ungefähre Entstehungszeit dieser Taxa von gemeinsamen Vorfahren zu bestimmen. Um die beschriebene Studie durchzuführen, haben Wissenschaftler eine Datenbank mit 180 Genen von 56 verschiedenen Weichtierarten erstellt.
Die Analyse bestätigte die evolutionäre Verwandtschaft von Coleoiden mit Nautilus sowie ihre Aufteilung in zwei monophyletische (von einem gemeinsamen Vorfahren abstammende) Gruppen: achtarmig (Kraken und Vampire) und zehnarmig (Tintenfische und Tintenfische). Der auf der Grundlage der Analyse erstellte phylogenetische Baum der Mollusken ist in den Diagrammen dargestellt.
Entwicklung von Weichtieren seit ihrer Trennung von Anneliden
Der Evolutionsbaum der Kopffüßer
Die wichtigste Schlussfolgerung der Arbeit war, dass die moderne Artenvielfalt der Koleoide in der Ära der mesozoischen Meeresrevolution entstand. Dieser vom Paläobiologen Geerat Vermeij vorgeschlagene Begriff bezeichnet eine Reihe von abrupten Veränderungen in der Meeresökologie, die im Mesozoikum (insbesondere in der dritten Hälfte) unter dem Einfluss des Klimawandels mit überwiegendem Treibhauseffekt auftraten. Das Hauptmerkmal dieser Ära war die schnelle Entwicklung der Prädation in der Nähe des Bodens, die mit der Entstehung der Fähigkeit verbunden war, bei verschiedenen Tierarten harte Schalen von Weichtieren zu spalten.
Somit fiel eine intensive Artbildung innerhalb der Unterklasse der Coleoide zeitlich mit einem starken Anstieg der Artenvielfalt der Rochenfische zusammen. Wie die Autoren der Arbeit schreiben, deutet dies auf einen intensiven evolutionären Kampf zwischen ihnen hin, der sie gezwungen hat, Anpassungen für die Entwicklung neuer ökologischer Nischen zu entwickeln, um um Nahrung und Lebensraum zu konkurrieren.
Zeitleiste der Entwicklung von Kopffüßern und ihr Vergleich mit dem Wachstum der Fischartenvielfalt und dem Klimawandel
„Fische, Tintenfische und ihre Räuber sind in ein evolutionäres ‚Wettrüsten' verwickelt, das zu einer kontinuierlichen Zunahme der Geschwindigkeit und Beweglichkeit sowohl der Räuber als auch ihrer Beute geführt hat“, erklärte Hauptautor Alastair Tanner.
Moderne Methoden der molekulargenetischen Analyse haben es den Wissenschaftlern ermöglicht, eine Reihe von Daten über die Evolution verschiedener biologischer Arten zu erhalten. Auf der Grundlage ähnlicher Forschungen wurde beispielsweise der Lebensbaum kürzlich aktualisiert.
