Viele Menschen gehen davon aus, dass Pferde vor etwa 500 Jahren erstmals nach Amerika kamen, als spanische Entdecker sie hierher brachten. Tatsächlich haben neuere Forschungen einen europäischen Ursprung der mit Menschen assoziierten Pferde im amerikanischen Südwesten und in den Great Plains bestätigt.
Aber das waren nicht die ersten Pferde in Nordamerika. Die Familie der Equiden, zu der domestizierte Pferde- und Eselarten sowie Zebras und ihre Verwandten gehören, ist eigentlich auf dem amerikanischen Kontinent beheimatet. Der Fossilienfunde zeigen Pferde entstanden hier vor mehr als 50 Millionen Jahren und starben in ganz Amerika während der letzten Eiszeit vor etwa 10.000 Jahren aus.
Wir sind Paläontologen auf die sich unsere Forschung konzentriert auf verschiedenen Arten von Fossilien, darunter auch antike Pferde. Unser neustes Werk nutzten Computerstatistiken, um Lücken im Fossilienbestand zu analysieren und mehr darüber abzuleiten, welche Pferdearten tatsächlich in einem alten Lebensraum in Florida lebten und welche nicht.
Pferde entwickelten sich im Zuge der Veränderung der Ökosysteme
Seit Jahrhunderten sammeln Menschen in ganz Nordamerika fossile Pferde. Da Pferdefossilien auf dem gesamten Kontinent reichlich vorhanden und weit verbreitet sind, weisen Wissenschaftler häufig darauf hin lange Spanne der Pferdefamilie als Beweis für einen langfristigen evolutionären Wandel.
Paläontologen wie wir, die ausgestorbene Säugetiere untersuchen, finden fast nie vollständige Skelette. Stattdessen konzentrieren wir uns auf langlebige fossile Zähne, die uns helfen, die Ernährung in der Antike zu verstehen, und auf fossile Gliedmaßen, die dabei helfen, zu klären, wie sich diese Tiere bewegten.
Pferde sind Fressmaschinen. Heutzutage ernähren sie sich in freier Wildbahn hauptsächlich von Gräsern, die nicht viel Nahrung bieten, und müssen daher große Mengen verzehren, um zu überleben. Die großen Zähne moderner Pferde und ihrer Vorfahren sind vor allem für das Grasen auf kiesigen Gräsern geeignet. Sie ersetzten kleinere Zähne primitiverer, angepasster Pferde Stöbern Sie in der weichen Blattvegetation.
Wir wissen, was Pferde vor Millionen von Jahren gefressen haben, indem wir charakteristische mikroskopische Kratzer, Grübchen und andere Abnutzungsmuster auf ihren Zähnen untersucht haben, die entstanden sind wie die alten Pferde pflanzliche Nahrung kauten. Und Analysen des in fossilen Zähnen konservierten Kohlenstoffs zeigen das Koexistierende Pferdearten fraßen unterschiedliche Pflanzen; Einige fraßen Blätter von Büschen und Bäumen, andere grasten auf Gräsern und wieder andere waren Mischfresser.
Die Veränderung der Zahnform spiegelt die Veränderung der vorherrschenden Vegetationstypen in Nordamerika wider, von tropischen Wäldern, die dann dem wichen große Ausdehnung des offenen Präriegraslandes. Als sich das Klima und die Flora über Millionen von Jahren veränderten, wandelten sich Pferde von hauptsächlich im Wald lebenden Weidetieren zu größtenteils Weidefressern im offenen Gelände. Ihre Zähne und Fressgewohnheiten passten sich der Umgebung an.
Eine weitere Anpassung ist an Pferdefüßen sichtbar. Moderne Pferde haben an jedem Fuß eine Hufzehe. Viele ausgestorbene fossile Pferde – die Vorfahren der heutigen Pferde – hatten drei Zehen pro Fuß. Der einzelne Zeh an jedem länglichen Fuß eignet sich für schnelles und anhaltendes Laufen, um Raubtieren auszuweichen, und für saisonale Wanderungen über große Entfernungen. Die älteren Dreizehenfüße waren vorgesehen Stabilität auf instabilem oder nassem Untergrund. Die Anpassung von drei Zehen an eine Zehen war wahrscheinlich eine Reaktion auf veränderte Lebensräume.
Aber selbst als sich die Umwelt veränderte, verdrängte eine bestimmte Art nicht über Nacht eine andere vollständig. Der Fossilienbestand in Nordamerika dokumentiert Zeiträume vor Millionen von Jahren, in denen in den antiken Landschaften mehrere Pferdearten nebeneinander existierten. Die Arten waren unterschiedlich groß und hatten Zähne, die zum Fressen verschiedener Pflanzen geeignet waren, sodass sie nicht direkt um die gleichen Nahrungsmittel konkurrierten. In verschiedenen Lebensräumen dieser alten Ökosysteme gab es wahrscheinlich einige Arten, die besser an Wälder und andere eher an Grasland angepasst waren.
Den Fossilienbestand Floridas verstehen
Paläontologen sammeln seit über 125 Jahren Pferdefossilien in Florida. Das Florida Museum of Natural History an der University of Florida, an dem wir arbeiten, verfügt über mehr als 70.000 fossile Pferdeexemplare von mehr als tausend Standorten im ganzen Bundesstaat.
Einer unserer mehr produktive Fossilienstandorte, Montbrookbietet einen Einblick in ein 5,8 Millionen Jahre altes Bachbett. Es bewahrte mehr als 30 ausgestorbene Säugetiere, darunter Nashörner, Elefanten und Fleischfresser, sowie Hunderte Knochen und Zähne fossiler Pferde.
Obwohl anderswo in Florida sechs Pferdearten bekannt sind, haben wir in Montbrook bisher nur vier gefunden. Diese geringere Anzahl an Pferdearten verwirrte uns, Also beschlossen wir, Nachforschungen anzustellen. Lebten die beiden „verschwundenen“ Pferdearten wirklich nicht in Montbrook oder haben Wissenschaftler ihre fossilen Überreste einfach noch nicht entdeckt?
Wir haben ein theoretisches Modell entworfen, das Montbrook mit nur vier Pferdearten mit anderen Fossilienfundstellen in Florida vergleicht, die alle sechs enthalten. Mithilfe einer statistischen Technik, die Wissenschaftler „Bootstrapping„Unser Computer simulierte im Wesentlichen das kontinuierliche Sammeln von Fossilien im Laufe der Zeit. Wir generierten 1.000 theoretische Fossiliensammelereignisse basierend auf der Anzahl der Fossilienarten an den Standorten, an denen alle sechs vorkommen, um die Wahrscheinlichkeit des Sammelns der Arten vorherzusagen, die derzeit in Montbrook fehlen.
Die Ergebnisse unserer Simulation zeigen, dass die beiden fehlenden Pferdearten in Montbrook aus unterschiedlichen Gründen fehlten. Eines der Pferde ist wahrscheinlich wirklich abwesend; der andere könnte bei weiteren Ausgrabungen noch entdeckt werden.
Erkundung von „Lücken“ im Fossilienbestand
Zu wissen, dass eine Art nicht vorhanden ist, ist genauso wichtig wie zu wissen, wann eine Art an einer Fossilienfundstelle vorhanden ist. Abwesenheiten können Indikatoren für zugrunde liegende ökologische und biologische Faktoren sein, die die Bevölkerungsdynamik verändern. In Verbindung mit anderen Arten von Analysen können Forscher diese Art der Vorhersagemodellierung auf viele fossile Arten und antike Landschaften anwenden.
Seitdem Charles Darwin stellte seine Evolutionstheorie vorWissenschaftler wissen, dass der Fossilienbestand unvollständig ist, was zu Lücken in unserem Wissen über die antike Vergangenheit und den evolutionären Wandel führt. Paläontologen stehen vor der Herausforderung, diese Lücken zu erklären, einschließlich der Frage, welche Arten an bestimmten Fossilienstandorten vorkamen und welche nicht.
Lücken können durch bestimmte Materialien wie Zähne und Muscheln entstehen, die oft haltbarer sind als poröser Knochen und sich besser versteinern als andere. Ebenso unterschiedliche chemische Bedingungen während der Fossilisierung und sogar die Zeit, die für das Sammeln von Fossilien an einem bestimmten Ort aufgewendet wird. kann zum Mangel an Wissen beitragen.
Glücklicherweise sind fossile Pferdezähne recht gut erhalten und werden häufig gefunden. Wenn neue Entdeckungen gemacht werden, beispielsweise bei unseren laufenden Ausgrabungen in Florida, werden sie dazu beitragen, Lücken im Fossilienbestand zu klären und zu schließen.
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