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Wissenschaftler modellieren, wie prähistorische Haie mit "Scissor Jaws" Beute durchschneiden

Moderne Haie haben eindrucksvolle Bisse, mit Wasserkraftwerken wie dem großen Weiß, das mit gezackten Zahnreihen, die in einer charakteristischen Halbmondform angeordnet sind, zur Beute wird. Vor Hunderten von Millionen von Jahren, vor dem Beginn der Dinosaurier, lebte ein Hai mit einem Biss wie kein anderer: Edestus, der Scherenhai.

Paläontologen kennen Edestus seit über 150 Jahren. Fossilien der Fische wurden im rund 330 Millionen Jahre alten Schiefer der Vereinigten Staaten und Englands gefunden, die meisten davon mit erhaltenen Zähnen und Teilen des Kiefers. Seit der Entdeckung von Edestus im 19. Jahrhundert haben seine Kiefer Experten gehemmt, die versuchen, die Fütterungsgewohnheiten dieses ungewöhnlichen Fisches zu verstehen. Edestus ' zwei Zahnreihen sind nicht wie bei den meisten modernen Haien halbkreisförmig angeordnet, sondern sehen aus wie eine zahnige Zackenschere. Es gibt heute nichts Vergleichbares wie Edestus, aber eine neue Analyse eines empfindlichen Fossils hat das Rätsel gelöst, wie dieser uralte Meeresräuber seine Beute verzehrte.

Das Schlüsselfossil ist Fachleuten als FMNH PF2204 bekannt, obwohl der Paläontologe der Idaho State University, Leif Tapanila, es als „Ed Head“ bezeichnet. An der Oberfläche sieht es nicht nach viel aus. Der Schädel wurde vom verstorbenen Paläontologen Rainer Zangerl in den 1960er-Jahren gesammelt. „Der Schädel ist in einer Art Bodenfliese aus schwarzem Schiefer mit einem handgroßen Klumpen darin erhalten“, sagt Tapanila. Eine Röntgenaufnahme des Exemplars, das Zangerl 2004 veröffentlichte, sowie die Arbeit an einem weiteren mysteriösen Fisch namens Helicoprion inspirierten Tapanila und seine Kollegen, über die Lösung des langjährigen Geheimnisses von Edestus ' Biss nachzudenken .

Scherenbacken Leif Tapanila, Direktor des Idaho Museum of Natural History, hält Repliken der Scherenhaifischbacken, die zeigen, wie sie funktionierten. (Idaho State University)

Bis zu der neuen Analyse, die in The Anatomical Record veröffentlicht wurde, konnte sich niemand genau darüber einigen, wie dieser Fisch seine charakteristischen, sägeähnlichen Zähne verwendete. Jeder dreieckige Zahn befand sich in einem gebogenen Stück Kiefer, das als Quirl bezeichnet wurde und aus dem Maul des Fisches ragte. "Dutzende von Edestus- Zähnen und Quirlen sind gut erhalten und beschrieben, aber ohne jeglichen Zusammenhang mit den vollen Kiefern oder dem Schädel sind frühere Vorstellungen über das Aussehen und die Funktion weit verbreitet", sagt Tapanila. Ein Exemplar im Smithsonian National Museum of Natural History inspirierte die Idee, dass die Kiefer dieses Fisches "bananenartig außerhalb der Lippen des Tieres gebogen" seien. Eine andere neue Idee besagte, dass Edestus seine Zähne benutzte, um "bei der Beute auf und ab zu schlagen" und zerreißen sie vermutlich mit Mosh-Pit-Eifer “, sagt Tapanila.

Dank zahlreicher Theorien konnte „Ed Head“ Aufschluss über das Kauen von Edestus geben . Das Fossil enthält Zähne, Kiefer und Schädel, die Tapanila und seine Kollegen mit einem CT-Scan modellierten, um eine dreidimensionale Darstellung des Tierkopfes zu erhalten. "Wir waren erstaunt über die Schädelanatomie, denn sie scheint zwei Gelenke im Kiefermechanismus zu haben", sagt Tapanila. Während eines Bisses schnappten "die oberen und unteren Zahnblätter aufeinander zu und das untere Blatt glitt nach hinten zum Hals und schnitt seine Beute in zwei Hälften."

Die Beißtechnik von Edestus wurde noch nie zuvor gesehen. "Soweit ich weiß, ist dies eine einzigartige Art der Fütterung", sagt Allison Bronson, Paläontologin an der Humboldt State University. Es gab andere quirlzahnförmige Haie - wie das von Tapanila und Kollegen zuvor untersuchte Kreissägenmaul Helicoprion -, aber bisher scheint Edestus ein einzigartiger Beißmechanismus zu sein.

"Ich bin immer wieder begeistert von Dr. Tapanilas und Kollegen, die innovative Modellierungstechniken einsetzen, um diese langjährigen Geheimnisse der Paläoichthyologie zu lösen", sagt Bronson.

Wenn man sich Edestus in Aktion vorstellt, könnte dies sicherlich einige B-Movie-Darstellungen eines furchterregenden Raubtiers in der Tiefe inspirieren. "Der Kiefer von Edestus scheint in erster Linie entwickelt worden zu sein, um seine Beute schnell und tödlich zu amputieren, sie in zwei Hälften zu zerreißen und vermutlich die herabfallenden Teile aufzunehmen, nachdem das Opfer unterworfen wurde", sagt Tapanila. Die Tatsache, dass „enthauptete und entflochtene Fischbrocken “ in denselben Lagerstätten wie Edestus gefunden wurden, scheint die Idee zu stützen.

Warum Edestus und verwandte Fische wie Helicoprion ihre beispiellosen Bisse entwickelten, ist für Paläontologen das nächste Rätsel, in das sie ihre Zähne versenken können. Tapanila warnt zwar davor, dass die Idee spekulativ ist, schlägt jedoch vor, dass die Verbreitung von fleischigen Beutetieren - wie z. B. alten Verwandten von Tintenfischen und anderen Fischen - etwas mit dem Auftreten des Aufschneidens von Haien wie Edestus zu tun haben könnte. Für den Moment ist jedoch eines sicher: Obwohl Edestus seit etwa 330 Millionen Jahren ausgestorben ist, hat er nie schärfer ausgesehen.

Wissenschaftler modellieren, wie prähistorische Haie mit "Scissor Jaws" Beute durchschneiden