Die molekulare Analyse der Eierschalenstruktur großer flugunfähiger Vögel wie Strauße und Emus liefert neue Einblicke in ihre Entwicklung.
Die heute veröffentlichte Studie in eLife, zeigt, dass die strukturelle Molekularanalyse andere Werkzeuge, einschließlich der genetischen Analyse, ergänzen kann, um die Evolutionsgeschichte einer Gruppe von Tieren genau zu verfolgen. Die Erkenntnisse aus der Studie könnten auch die Erforschung der Evolution eierlegender Dinosaurier unterstützen.
Genetische Analysen haben es Wissenschaftlern kürzlich ermöglicht, den Evolutionsbaum der Paläognathae neu zu schreiben – einer Klasse von Vögeln, die sich eher durch Laufen als durch Fliegen auszeichnen. Frühere Stammbäume konzentrierten sich auf die physikalischen Eigenschaften von Paläognathen, wie denen von Emus, Straußen und Nandus. Aber die neuen genetischen Informationen, gepaart mit anderen modernen Werkzeugen, könnten noch mehr Informationen darüber liefern, wie und warum diese Kreaturen ihre einzigartigen Eigenschaften entwickelt haben.
„Wir wollten wissen, ob die drei Arten von Eierschalen, die bei Paläognathen zu sehen sind, von einem gemeinsamen Vorfahren geerbt oder unabhängig voneinander entwickelt wurden“, sagt Hauptautor Seung Choi, Postdoktorand am Department of Earth Sciences der Montana State University in Bozeman, USA.
Choi und Kollegen verwendeten Röntgenkristallographie, um die Mikrostruktur von Eierschalen moderner Paläognath-Vögel zu analysieren, darunter Strauß, Nandu, Emu, Kasuar, Kiwi, Elefantenvogel und zwei Moa-Arten. Sie analysierten auch die Struktur versteinerter Eierschalen dieser Vogelgruppe und einer Auswahl versteinerter Eier vogelähnlicher Dinosaurier. Sie verglichen sie mit den Eierschalen einiger moderner Flugvögel, darunter der gemeine Fasan, der nördliche Habicht, der europäische Grünspecht, die japanische Wachtel und die gemeine Trottellumme.
Die Analyse ergab, dass die keilartigen Mikrostrukturen, die Nandus-Eierschalen charakterisieren, auf alte Vorfahren von Paläognath-Vögeln zurückgehen. Die prismenartigen Mikrostrukturen von Straußen- und Tinamouseiern entwickelten sich jedoch wahrscheinlich später unabhängig voneinander.
„Das Evolutionsmuster in Paläognath-Eierschalen, das wir aufgedeckt haben, könnte Ornithologen dabei helfen, die Flugbahn der Eierschalenentwicklung bei dieser Gruppe flugunfähiger Vögel zu entschlüsseln“, sagt Choi.
Die neuen Informationen und Techniken, die in der Studie verwendet wurden, könnten auch Paläontologen helfen, vogelähnliche, eierlegende Dinosaurier zu untersuchen, die im Mesozoikum lebten. Da die dicken Eierschalen von Paläognathen auch häufig unter den Überresten antiker menschlicher Siedlungen zu finden sind, können sie auch Archäologen hilfreiche Informationen liefern, die untersuchen, wie alte Menschen die Eier als Nahrung und ihre harten Eierschalen für Kunst oder andere Zwecke verwendeten.
„Die genetische und mikrostrukturelle Analyse der Eierschalen dieser lebenden Fossilien könnte neue Erkenntnisse über die Evolution von Vögeln und Dinosauriern liefern“, sagt Seniorautor David Varricchio, Professor für Paläobiologie an der Montana State University. „Es kann uns auch helfen, besser zu verstehen, wie frühe Menschen mit diesen faszinierenden Kreaturen lebten und mit ihnen interagierten.“
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Seung Choi et al, Mikrostrukturelle und kristallographische Evolution von Palaeognath (Aves) Eierschalen, eLife (2023). DOI: 10.7554/eLife.81092