Korallenriffe beherbergen eine spektakuläre Vielfalt an Fischen. Eine neue Studie von Biologen der University of California, Davis, zeigt, dass ein Großteil dieser Vielfalt auf eine relativ neue Innovation bei Knochenfischen zurückzuführen ist – die Nahrungsaufnahme durch Beißen von Beute von Oberflächen. Die Arbeit wird in der Woche vom 25. Juli in veröffentlicht Proceedings of the National Academy of Sciences.
Obwohl Kieferfische vor fast 500 Millionen Jahren im Fossilienbestand auftauchen, tauchte die Nahrungsaufnahme durch Grasen, Knabbern oder Nagen von Felsen und Korallen bei den Knochenfischen (der Gruppe, zu der die meisten Knochenfische gehören) erst nach dem Massensterben der Dinosaurier auf am Ende der Kreidezeit, vor etwa 60 Millionen Jahren, so die neue Studie.
„Es mag vor dem Ende der Kreidezeit zu einigen Bissattacken durch Knochenfische gekommen sein, aber unsere Rekonstruktionen deuten darauf hin, dass dies sehr ungewöhnlich war“, sagte Katherine Corn, Doktorandin am Department of Evolution and Ecology and Center for Population Biology der UC Davis und Leiterin Autor auf dem Papier.
Saugen, Rammen und Beißen
Moderne Rifffische ernähren sich auf vielfältige Weise. Viele saugen schwimmende Nahrung in ihren Mund, indem sie ihren Kopf schnell ausdehnen. Es wird angenommen, dass diese Saugfütterung bei Knochenfischen vorfahren ist. Eine kleinere Anzahl sind „Widderbeißer“, die Nahrung fangen, indem sie im Wesentlichen mit offenem Mund darauf schwimmen.
Viele Rifffische, darunter berühmte Arten wie Papageienfische, Schmetterlingsfische und Drückerfische, beißen ihre Nahrung von harten Oberflächen ab. Dadurch haben sie Zugang zu Beutetieren wie Schnecken und Schalentieren, Stachelhäutern, Anemonen, Algen und anderen Tieren und Pflanzen, die möglicherweise ziemlich fest am Substrat haften.
Corn hat in Zusammenarbeit mit Professor Peter Wainwright und anderen Kollegen in der Abteilung für Evolution und Ökologie der UC Davis 1.530 lebende Arten von Rifffischen anhand der Fütterungsmethode klassifiziert und sie dann einem Evolutionsbaum der Knochenfische zugeordnet. Sie untersuchten auch die Evolutionsrate der Körperform bei all diesen Fischen.
Sie fanden heraus, dass am Ende der Kreidezeit fast alle Fische in diesen Abstammungslinien Saugfresser waren. Heute sind vier von zehn Riffarten „benthische Beißer“, die auf dem Substrat grasen. Die beißenden Arten entwickeln sich in ihrer Körperform fast doppelt so schnell wie Saugfresser, entdeckten sie.
Was hat diese Veränderungen ausgelöst? Das Ende der Kreidezeit sah Veränderungen in den Korallenriffen mit komplexeren und verzweigten Strukturen, die die Beweidung produktiver machten. Gleichzeitig entwickelten Teleosts kürzere Kiefer, die besser zum Beißen geeignet waren.
„Diese beiden Änderungen zusammen haben das Beißen wirklich zu einer effektiven Methode für Fische gemacht“, sagte Corn. Das Beißen ermöglichte es Rifffischen, Zugang zu verschiedenen neuen Beutetieren zu erhalten, was die Entwicklung einer Vielzahl von Körperformen förderte, sagte sie.
„Sobald sich das Beißen entwickelt hatte, konnte es wirklich abheben, und dies könnte die hohe Evolutionsrate der Körperform und die Vielfalt der Beißer erklären, die wir sehen“, sagte Corn.
Weitere Autoren des Papiers sind: an der UC Davis, Sarah Friedman, Edward Burress und Christopher Martinez; Olivier Larouche und Samantha Price, Clemson University, South Carolina.
Katherine A. Corn et al, Der Aufstieg des Beißens während des Känozoikums befeuerte die Diversifizierung der Körperform von Rifffischen, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2119828119