Seltsames Fossil löst evolutionäres Rätsel der Giraffe

Fossilien einer seltsamen frühen Giraffe haben laut einer Studie unter der Leitung von Forschern des Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology (IVPP) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften die wichtigsten treibenden Kräfte in der Evolution der Giraffe enthüllt.

Die Studie wurde veröffentlicht in Wissenschaft am 2. Juni.

Wie sich der lange Hals der Giraffe entwickelt hat, war lange ein evolutionäres Rätsel. Obwohl es unterschiedliche Meinungen über den Prozess der Verlängerung des Giraffenhalses gab, zweifelten Wissenschaftler nie daran, dass der Anstoß für die Verlängerung des Halses hohes Laub war.

Mit zunehmender Beobachtung des Verhaltens von Giraffen begannen die Wissenschaftler jedoch zu erkennen, dass der elegante, lange Hals von Giraffen tatsächlich als Waffe im männlichen Balzwettbewerb dient, und dies könnte der Schlüssel zum evolutionären Rätsel der Giraffe sein.

Insbesondere Giraffen nutzen ihre zwei bis drei Meter langen, schwingenden Hälse, um ihre schweren Schädel – ausgestattet mit kleinen Ossikonen und Osteomen – gegen die schwachen Teile ihrer Konkurrenten zu schleudern. Je länger der Hals ist, desto größer ist der Schaden für den Gegner.

IVPP-Forscher und ihre Mitarbeiter führten ihre Studie an Discokeryx xiezhi durch, einer seltsamen frühen Giraffe. Diese Forschung trägt zum Verständnis bei, wie sich der lange Hals der Giraffe entwickelt hat, sowie zum Verständnis der umfassenden Integration von Balzkämpfen und Fressdruck. Tatsächlich hängt die Halsgröße männlicher Giraffen direkt mit der sozialen Hierarchie zusammen, und der Balzwettbewerb ist die treibende Kraft hinter der Entwicklung langer Hälse.

Die Fossilien in dieser Studie wurden in Schichten des frühen Miozäns vor etwa 17 Millionen Jahren am nördlichen Rand des Junggar-Beckens in Xinjiang gefunden. Ein Vollschädel und vier Halswirbel waren Teil des Fundes.

„Discokeryx xiezhi wies viele einzigartige Merkmale unter Säugetieren auf, einschließlich der Entwicklung eines scheibenartigen großen Ossikons in der Mitte seines Kopfes“, sagte Prof. Deng Tao vom IVPP, ein korrespondierender Autor der Studie. Deng sagte, dass das einzelne Ossikon dem des Xiezhi ähnelt, einer einhörnigen Kreatur aus der alten chinesischen Mythologie – und gab dem Fossil so seinen Namen.

Laut den Forschern sind die Halswirbel von Discokeryx xiezhi sehr kräftig und haben die komplexesten Gelenke zwischen Kopf und Hals sowie zwischen den Halswirbeln aller Säugetiere. Das Team demonstrierte, dass die komplexen Gelenke zwischen dem Schädel und den Halswirbeln von Discokeryx xiezhi besonders an einen Kopf-an-Kopf-Aufprall mit hoher Geschwindigkeit angepasst waren. Sie fanden heraus, dass diese Struktur weitaus effektiver war als die von vorhandenen Tieren wie Moschusochsen, die an den Aufprall des Kopfes angepasst sind. Tatsächlich war Discokeryx xiezhi möglicherweise das am besten an Kopfstöße angepasste Wirbeltier.

„Sowohl lebende Giraffen als auch Discokeryx xiezhi gehören zu den Giraffoidea, einer Überfamilie. Obwohl sich ihre Schädel- und Halsmorphologien stark unterscheiden, werden beide mit männlichen Balzkämpfen in Verbindung gebracht und beide haben sich in eine extreme Richtung entwickelt“, sagte Wang Shiqi, Erstautor der Studie .

Das Forschungsteam verglich die Hornmorphologie mehrerer Wiederkäuergruppen, darunter Giraffen, Rinder, Schafe, Hirsche und Gabelböcke. Sie fanden heraus, dass die Vielfalt der Hörner bei Giraffen viel größer ist als bei anderen Gruppen, mit einer Tendenz zu extremen Unterschieden in der Morphologie, was darauf hindeutet, dass Balzkämpfe bei Giraffen intensiver und vielfältiger sind als bei anderen Wiederkäuern.

Das Forschungsteam analysierte weiter das ökologische Umfeld von Discokeryx xiezhi und die Nische, die es besetzte. Die Erde befand sich in einer Warmzeit und war im Allgemeinen dicht bewaldet, aber die Region Xinjiang, in der Discokeryx xiezhi lebte, war etwas trockener als andere Gebiete, da das tibetische Plateau im Süden dramatisch angestiegen war und so den Wasserdampftransport blockierte.

„Stabile Isotope des Zahnschmelzes haben darauf hingewiesen, dass Discokeryx xiezhi in offenem Grasland lebte und möglicherweise saisonal gewandert ist“, sagte MENG Jin, ein weiterer korrespondierender Autor der Studie. Für Tiere der damaligen Zeit war die Graslandumgebung karger und weniger komfortabel als die Waldumgebung. Das gewalttätige Kampfverhalten von Discokeryx xiezhi könnte mit durch die Umwelt verursachtem überlebensbedingtem Stress zusammenhängen.

Zu Beginn der Entstehung der Gattung Giraffa existierte eine ähnliche Umgebung. Vor rund 7 Millionen Jahren veränderte sich auch das ostafrikanische Plateau von einer bewaldeten Umgebung zu offenem Grasland, und die direkten Vorfahren der Giraffen mussten sich an neue Veränderungen anpassen. Es ist möglich, dass unter den Vorfahren der Giraffen in dieser Zeit paarende Männchen eine Methode entwickelt haben, ihre Konkurrenten anzugreifen, indem sie ihre Hälse und Köpfe schwingen. Dieser extreme Kampf, unterstützt durch die sexuelle Selektion, führte über einen Zeitraum von 2 Millionen Jahren zu einer schnellen Verlängerung des Halses der Giraffe, um die noch vorhandene Gattung Giraffa zu werden.

Basierend auf dieser Dehnung waren Giraffa gut geeignet für die Nische der Fütterung von hohem Laub. Ihr ökologischer Status war jedoch notwendigerweise weniger sicher als der von Hornträgern und Hirschen. Infolgedessen könnte die marginale ökologische Nische von Giraffa einen extremen intraspezifischen Balzwettbewerb gefördert haben, der wiederum eine extreme morphologische Evolution gefördert haben könnte.