Ichthyosaurier sind ein klassischer Fall konvergenter Evolution. Von ihren Körperformen bis zu ihrem Lebensstil als Fischfänger haben sie eine Lebensweise in den Meeren entwickelt, die später von Delfinen nachgebildet wurde. Und jetzt hat eine eingehende Untersuchung eines außergewöhnlichen Ichthyosaurier-Fossils neue Ähnlichkeitspunkte zwischen den Meeresreptilien der Vergangenheit und den Walen unserer modernen Meere hinzugefügt, einschließlich einer fetthaltigen, isolierenden Gewebeschicht namens Speck.
Die neue Studie der Biologin Mary Schweitzer von der North Carolina State University, die heute in Nature veröffentlicht wurde, konzentriert sich auf ein spezielles Fossil, das Experten als MH 432 bekannt ist. Es handelt sich um ein außergewöhnliches Exemplar eines Ichthyosauriers namens Stenopterygius, das in den rund 178 Millionen Jahre alten Schichten gefunden wurde von Holzmaden, Deutschland.
„Wenn ich ein zu untersuchendes Exemplar suche, ist eines meiner ersten Kriterien, dass es Anzeichen einer ungewöhnlichen Konservierung aufweist“, sagt Schweitzer. Im Fall von MH 432 handelte es sich bei dieser ungewöhnlichen Konservierung um Reste von Weichgeweben, die die Knochen umgeben. Dieses versteinerte Gewebe warf die Frage auf, wie viele Details die Probe bis auf die molekulare Ebene bewahren könnte. "Dies ist wahrscheinlich die gründlichste und variabelste, fachübergreifendste, chemischste und molekularste Analyse, die an allen mir bekannten fossilen Proben durchgeführt wird", sagt Schweitzer.
Photographische (oben) und diagrammatische (unten) Darstellung eines etwa 180 Millionen Jahre alten Ichthyosaurier-Fossils. (Johan Lindgren) Was das Forscherteam fand, war überraschend. Die molekulare Analyse von Fossilien aus Meeresumgebungen habe bisher keine vielversprechenden Ergebnisse erbracht, so Schweitzer. In diesem Fall fanden die Paläontologen jedoch eine Fülle von Informationen, von Anzeichen der Hautschattierung des Ichthyosauriers bis hin zum Beweis, dass diese Meeresreptilien aktive, warmblütige Schwimmer waren.
Bei der Analyse wurde Stenopterygius von innen nach außen betrachtet. "Die Möglichkeit, Farbmuster in ausgestorbenen Organismen zu rekonstruieren, ist eine der aufregendsten Entwicklungen der letzten Zeit in der Paläontologie", sagt der Paläontologe Neil Kelley von der Vanderbilt University. „Meines Wissens ist dies der erste Hinweis auf eine Verschattung von Ichthyosauriern.“ Dank der Anwesenheit von pigmenthaltigen Zellen, den so genannten Chromatophoren, stellte das Forscherteam fest, dass dieser Stenopterygius wahrscheinlich eine dunkle Schattierung oberhalb und eine helle Schattierung unterhalb aufweist, um sich besser einzufügen seine Meeresumgebung.
Schweitzer und Kollegen untersuchten die erhaltenen Weichteilschichten des Fossils und fanden Hinweise auf eine Fettschicht unter dieser Haut. Viele Meeressäugetiere, Lederschildkröten und Pinguine haben ähnliche Ablagerungen, sagt Kelley, und der Speck ist an erhöhten Stoffwechsel und Körpertemperaturen gebunden, um das Tier wärmer als die Umgebung zu halten. Dieser Befund basiert auf früheren Forschungen, die darauf hindeuteten, dass eine andere Art von Meeresreptilien die Körpertemperatur intern regulierte. Dies steht im Einklang mit der Vorstellung, dass „einige Ichthyosaurier wahrscheinlich tief tauchten und Energie und erhöhte Temperaturen hätten sparen müssen, um bei Kälte und Dunkelheit zu funktionieren Wasser “, sagt Kelley.
Vergleiche zwischen künstlich gereiftem Schweinswal-Integument und fossilem Ichthyosaurier-Speck. (Johan Lindgren und Martin Jarenmark) Der Beweis, dass Stenopterygius Speck hatte, ist eine weitere Bestätigung dafür, dass Ichthyosaurier erhöhte Körpertemperaturen beibehielten und äußerst aktiv waren. "Speck ist teuer", sagt Schweitzer. „Die einzigen Tiere, die es produzieren, verwenden es, um die Körperwärme über dem Umweltniveau zu halten, und die einzigen Tiere, die dies tun müssen, erzeugen Wärme.“ Diese innere Körperwärme ist ein weiterer Punkt, der Ichthyosaurier und Ichthyosaurier ähnelt Die heutigen Delfine, Wale und Tümmler. Die alten Meeresreptilien und modernen Meeressäugetiere sehen nicht nur so aus wie einander, sondern sie entwickelten unabhängig voneinander Ähnlichkeiten, die mehr als nur die Haut betrafen.
„Die Entdeckung von Ichthyosauriern mit Weichteilkonturen hat unser Verständnis von ihnen als Tieren im 19. Jahrhundert wirklich revolutioniert“, sagt Kelley. „Es ist also sehr aufregend und aktuell zu sehen, wie sie eine so große Auswahl an modernsten Werkzeugen einsetzen, um diese ausgestorbenen Tiere buchstäblich zu prägen.“ Diese Studie ist der genaueste Blick auf die Anatomie und Biologie der Ichthyosaurier, die bisher zusammengestellt wurden.
Natürlich gehen die Implikationen dieser Befunde über Ichthyosaurier hinaus. Während Paläontologen fragten, ob der Erhalt von Fossilien bis auf die molekulare Ebene reichen könnte, wenden Experten heute eine Vielzahl von Techniken an, um diese mikroskopischen Hinweise zu identifizieren und zu analysieren. "Ich denke, es zeigt, was wir von alten Fossilien wissen können", sagt Schweitzer. Und "dass es viel mehr ist, als wir bisher dachten."
