Eine Studie veröffentlicht In Wissenschaftliche Fortschritte zeigt, wie frühe Säugetiere während ihrer entscheidenden Radiation im Jura wuchsen und sich entwickelten. Mithilfe einer Technik namens Synchrotron-Röntgentomographie zur Abbildung von Wachstumsringen in fossilierten Zahnwurzeln konnten die Forscher die Lebensdauer, Wachstumsraten und sogar den Zeitpunkt der Geschlechtsreife dieser urzeitlichen Lebewesen abschätzen.
„Dies ist das erste Mal, dass wir die Wachstumsmuster dieser frühen Säugetiere so detailliert rekonstruieren konnten“, sagte Dr. Elis Newham, Postdoktorand an der Queen Mary University of London und Alexander von Humboldt-Forschungsstipendiat an der Universität Bonn, Erstautor der Studie.
„Indem wir den Abstand und die Beschaffenheit dieser Wachstumsringe untersuchen, können wir nicht nur feststellen, wie schnell sie in verschiedenen Lebensphasen gewachsen sind, sondern auch Rückschlüsse auf ihren Stoffwechsel und ihre gesamte Lebensgeschichte ziehen.“
Die Ergebnisse stellen bisherige Annahmen über die Wachstumsmuster der Vorfahren von Säugetieren in Frage und die Annahme, dass diese Tiere möglicherweise ähnlicher gewachsen sind wie moderne Säugetiere. Stattdessen beantwortet dieser Artikel die Frage, die in ähnlichen neueren Studien über frühe Säugetiervorfahren aufgeworfen wurde: „Wann entwickelte sich die Lebensgeschichte der modernen Säugetiere?“
Die Forscher fanden heraus, dass die ersten Anzeichen des Wachstumsmusters moderner Säugetiere (hohe Wachstumsraten bei Jungtieren, die in der Pubertät gestoppt werden) bei den frühesten echten Säugetieren vor rund 130 Millionen Jahren auftraten. Im Vergleich dazu gab es bei den sich früher entwickelnden „Säugetierformen“ im Laufe des Lebens relativ geringe Veränderungen.
Wie Säugetiere wuchsen diese Tiere jedoch langsamer und lebten viel länger als heute lebende Kleinsäuger wie Ratten und Mäuse. Sie erreichten eine maximale Lebensspanne zwischen acht und 14 Jahren. Der Zeitpunkt dieser Änderung der Wachstumsrate sowie Änderungen in der Struktur der Wachstumsringe zeigen an, wann diese Tiere die Pubertät durchliefen und möglicherweise geschlechtsreif wurden.
„Diese Daten legen nahe, dass lebende Kleinsäuger zwar innerhalb weniger Monate nach der Geburt geschlechtsreif werden, die frühesten Säugetiere jedoch mehrere Jahre brauchten, um die Geschlechtsreife zu erreichen. Dies bestätigt die jüngsten Erkenntnisse für eines unserer untersuchten Tiere, Krusatodon“, sagte Dr. Pam Gill, Co-Leiterin der Studie und wissenschaftliche Mitarbeiterin am Natural History Museum London und der University of Bristol.
„Wir stellen hier außerdem fest, dass diese lange, ausgedehnte Lebensgeschichte bei frühen Säugetieren während der gesamten Jurazeit üblich war.“
„Diese Ergebnisse lassen darauf schließen, dass die einzigartigen Lebensgeschichten der Säugetiere, wie hohe Stoffwechselraten und ausgedehnte elterliche Fürsorge, sich allmählich über Millionen von Jahren entwickelt haben“, erklärt Dr. Newham. „Die Jurazeit scheint eine entscheidende Zeit in dieser Entwicklung zu sein.“
Das Forschungsteam verwendete eine Technik namens Synchrotron-Röntgentomographie, um winzige Wachstumsringe in versteinertem Wurzelzement abzubilden, dem Knochengewebe, das die Zähne mit dem Kiefer verbindet. Diese Ringe ähneln denen in Bäumen, sind jedoch mikroskopisch klein. Indem die Forscher die Ringe zählten und ihre Dicke und Beschaffenheit analysierten, konnten sie die Wachstumsmuster und Lebensdauer dieser ausgestorbenen Tiere rekonstruieren.
„Diese Studie ist ein großartiges Beispiel dafür, wie neue Technologien unser Verständnis der tiefen Vergangenheit revolutionieren“, sagt Professor Thomas Martin von der Universität Bonn, einer der Hauptautoren der Studie. „Durch die Untersuchung dieser versteinerten Zähne können wir wertvolle Einblicke in das Leben von Lebewesen gewinnen, die vor Millionen von Jahren lebten.“
Dr. Jen Bright, Koautorin der Studie und Programmdirektorin für Zoologie an der University of Hull, fügte hinzu: „Es war so aufregend, an diesem Projekt beteiligt zu sein. Fossilien aus der Jurazeit in einen Teilchenbeschleuniger (das Synchrotron) zu geben und daraus die Vergangenheit zu rekonstruieren, klingt wie Science-Fiction, aber wir können es tatsächlich tun.“
An dieser Studie waren Mitglieder der Queen Mary University of London, der Universität Bonn, des Natural History Museum London, der Universität Helsinki, des Geological Survey of Finland, der University of Hull, der European Synchrotron Radiation Facility (Frankreich), der University of Southampton, des College of Osteopathic Medicine (USA), der University of Bristol und der University of Edinburgh beteiligt.
Mehr Informationen:
Elis Newham et al., Die Ursprünge der Säugetierwachstumsmuster während der jurassischen Säugetierradiation, Wissenschaftliche Fortschritte (2024). DOI: 10.1126/sciadv.ado4555. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado4555