Wissen Wirbelsäule: Über 300 Millionen Jahre stabil

Die Wirbelsäule entwickelt sich bei modernen Tieren auf die gleiche Weise wie vor 300 Millionen Jahren.

Diese Feststellung treffen Forscher des Museums für Naturkunde Berlin und der Humboldt-Universität Berlin in einem Aufsatz der Fachzeitschrift Scientific Reports.

Das Team untersuchte nach eigenen Angaben die Entwicklung der Wirbelsäule vierbeiniger Wirbeltiere anhand eines großen Datensatzes moderner und fossiler Wirbeltiere. Einbezogen wurden neue Daten des 300 Millionen Jahre alten Reptils Mesosaurus tenuidens. „Obwohl Wirbeltiere extrem vielfältige Körperformen und Lebensweisen haben, sind die Verknöcherungsmuster der Wirbelsäule viel einheitlicher als erwartet. Die Studie ist ein weiteres großartiges Beispiel dafür, wie Daten von Fossilien und modernen Tieren zusammengeführt werden können, um die Evolution von Körperbauplänen zu verstehen“, betont Paläontologe Antoine Verrière in dem Aufsatz.

Entscheidende Teile der Entwicklung unklar

Die Wirbelsäule sei das charakteristische Merkmal der Wirbeltiere. Allgemein verstehe man die Mechanismen der Entwicklung der Wirbelsäule während der Embryonalphase und das Zusammenspiel mit der Evolution verschiedener Wirbeltier-Baupläne bereits recht gut. Jedoch seien entscheidende Teile dieser Entwicklungsgeschichte bisher rätselhaft geblieben. „Wir haben nun neue Puzzlesteine für die Komplettierung gefunden“, berichten die Berliner Forscher.

Verrière habe sich zuerst mit außergewöhnlich gut erhaltenen Fossilien des Reptils Mesosaurus tenuidens befasst. Mesosaurier seien die ersten Reptilien gewesen, die sich nach dem Landgang erneut an das Leben im Wasser angepasst hätten. Mit ihrer langen Schnauze und kräftigen Schwimmschwänzen lebten Mesosaurier in einem Binnenmeer des Superkontinents Pangäa, der alle Landmassen umfasste und von einem einzigen Meer umgeben war.

Trotz Vielfalt enorme Übereinstimmungen

Bei einigen jungen Mesosaurus-Reptilien habe man beobachtet, dass sich die Neuralbögen – die stachelartigen Fortsätze auf den Wirbeln – im Laufe des Wachstums der Tiere vom Kopf zum Schwanz hin schlossen, ähnlich wie bei einem Reißverschluss. Das Team habe vier der wichtigsten Entwicklungsschritte in der Verknöcherung der Wirbelsäule mithilfe statistischer Modelle untersucht. „Am meisten überraschte uns, dass diese Muster in den 300 Millionen Jahren relativ stabil waren“, so Jörg Fröbisch. Lebende und ausgestorbene vierfüßige Wirbeltiere seien enorm vielfältig in Bezug auf ihre Körperformen und Lebensweisen, erläutert der Professor für Paläontologie und Evolution. Die Elemente ihrer Wirbelsäulen seien in komplexen Einheiten organisiert, die sich zwischen den Gruppen innerhalb der vierfüßigen Wirbeltiere stark unterscheiden. „Dennoch sind die Verknöcherungsmuster viel einheitlicher, als es die große morphologische Vielfalt erwarten lässt“, so Fröbisch.idw