Fossile Eidechse widerlegt Theorie über Ursprung der Schlangen

„Dieses Fossil ist das ‚missing link’, das wir so lange gesucht haben“, sagt Prof. Johannes Müller, Wissenschaftler am Museum für Naturkunde Berlin. Die Untersuchung, die aus einer Zusammenarbeit zwischen dem Museum für Naturkunde, dem Helmholtz-Zentrum Berlin, der Erdgeschichtlichen Denkmalpflege in Mainz sowie der University of Toronto at Mississauga hervorging, wurde in dieser Woche im Fachmagazin „Nature“ veröffentlicht.

Der evolutionäre Ursprung der Schlangen gehört zu den großen Rätseln der Evolutionsbiologie. Während genetische Untersuchungen eine nahe Verwandtschaft mit Leguanen und Waranen vorschlagen, deutete die Anatomie der Schlangen für viele Wissenschaftler auf einen gemeinsamen Ursprung mit anderen Reptilien von schlangenähnlicher Körperform hin. Heiße Kandidaten waren insbesondere die sogenannten Doppelschleichen oder Amphisbaenen, welche auf den ersten Blick wie beschuppte Regenwürmer aussehen und als grabende Formen vor allem in den tropischen Böden Afrikas und Südamerikas heimisch sind. Welche Hypothese ist jedoch richtig?

Die Entdeckung einer kleinen, 47 Millionen Jahre alten fossilen Eidechse aus der Grube Messel bei Darmstadt liefert nun den ersten anatomischen Nachweis zur Entstehung der Doppelschleichen. Demzufolge sind diese nicht mit den Schlangen, sondern mit den sogenannten Halsbandeidechsen verwandt, zu denen u.a. auch unsere heimische Zauneidechse gehört. Das kleine Fossil, welches die Forscher Cryptolacerta hassiaca tauften („versteckte Eidechse aus Hessen“), befindet sich in der Sammlung des Forschungsinstituts und Naturmuseums Senckenberg in Frankfurt am Main. Die Grube Messel, seit 1995 UNESCO-Weltnaturerbe, ist berühmt für ihre außerordentlich gut erhaltenen Fossilien, die zu Zeit des Eozäns abgelagert wurden. Bekannt waren bisher vor allem Funde aus der Frühzeit der modernen Säugetiere, wie das Urpferd Propalaeotherium oder der Lemuren-artige Darwinius.

Die Untersuchung, welche aus einer Zusammenarbeit zwischen dem Museum für Naturkunde Berlin, dem Helmholtz-Zentrum Berlin, der Erdgeschichtlichen Denkmalpflege in Mainz sowie der University of Toronto at Mississauga hervorging, wurde in dieser Woche im Fachmagazin „Nature“ veröffentlicht. „Dieses Fossil widerlegt endgültig die Hypothese, dass Schlangen mit anderen grabenden Reptilien verwandt sind und in einem gemeinsamen evolutionären Schritt sowohl ihre Gliedmaßen verloren als auch ihren Rumpf verlängerten“, sagt Johannes Müller, Wissenschaftler am Museum für Naturkunde und Professor an der Humboldt-Universität Berlin. „Es ist das Bindeglied oder ‚missing link’, das wir alle so lange gesucht haben.“

Die Forscher um Johannes Müller und Doktorandin Christy Hipsley untersuchten das Fossil mithilfe eines Mikro-Computertomographen, der es erlaubt, auch kleinste Strukturen aus dem Inneren des Skelettes in hoher Auflösung sichtbar zu machen. Anschließend kombinierten sie die anatomischen Daten mit genetischen Informationen moderner Eidechsen und Schlangen. Ihre Ergebnisse zeigen, dass der Schädelbau von Cryptolacerta eine ursprüngliche Variante des für Doppelschleichen charakteristischen kapselartigen, ans Graben angepassten Kopfes darstellt und dass beide am nächsten mit den Halsbandeidechsen verwandt sind. Die nächsten Verwandten der Schlangen sind hingegen Formen wie der moderne Komodo-Waran.

Trotz der offensichtlichen Anpassungen von Cryptolacerta an eine grabende Lebensweise blieb zunächst unklar, ob das kleine Reptil wie seine heutigen Verwandten auch wirklich vollständig im Boden lebte. Die Forscher verglichen zu diesem Zweck die Körperproportionen moderner Eidechsen, deren Lebensweise bekannt ist, mit Cryptolacerta. Es stellte sich heraus, dass die Messel-Eidechse am ähnlichsten jenen Arten ist, die nur gelegentlich im Boden graben, aber ansonsten meist unter abgestorbenem Laub am Waldboden leben. „Cryptolacerta gibt uns Hinweise auf die ursprüngliche Ökologie einer der rätselhaftesten Gruppen moderner Reptilien und auf welche Weise die evolutionären Veränderungen zu einer grabenden Lebensweise entstanden“, sagt Jason Head, einer der Co-Autoren der Studie.

„Diese Studie zeigt, wie wichtig Fossilien für ein Verständnis der modernen Lebewelt sind“, sagt Robert Reisz, ebenfalls einer der Co-Autoren. „Und es ist faszinierend zu sehen, wie ein kleines Fossil Antworten auf bisher ungelöste evolutionäre Fragestellungen liefern kann.“

Fotos erhalten Sie unter:
http://download.naturkundemuseum-berlin.de/presse/Schlangenursprung
Abb. 1) Grube Messel:
Die Grube Messel, seit 1995 UNESCO Weltnaturerbe, ist berühmt für ihre außerordentlich gut erhaltenen Fossilien aus der Zeit des Eozäns. Zur damaligen Zeit herrschte ein warmfeuchtes Klima in Deutschland, und der See war von einem dichten subtropischen Wald umgeben. © Messel gGmbH
Abb. 2) CT-Skelett:
Computertomographische Darstellung des Skeletts der Messel-Eidechse Cryptolacerta hassiaca. Diese Technik erlaubte es den Wissenschaftlern, interne und mit dem bloßen Auge nicht sichtbare anatomische Strukturen im Detail zu untersuchen. © MfN/Helmholtz-Zentrum Berlin
Abb. 3) Rekonstruktion:
Lebendrekonstruktion der Messel-Eidechse Cryptolacerta. Der Vergleich der Körperproportionen mit denen moderner Eidechsen ergab, dass das Tier unter abgestorbenem Laub auf dem Waldboden lebte und nur gelegentlich im Boden grub. © University of Toronto
Abb. 4) Fossil:
Das bisher einzige bekannte Skelett der Messel-Eidechse Cryptolacerta. Das Fossil ist ca. 7 Zentimeter groß und bis auf den Schwanz nahezu vollständig erhalten. Vorder- und Hinterbeine besaßen nur sehr kleine Füße, ein erster Schritt in der Reduktion der Gliedmaßen. © MfN
Abb. 5) Doppelschleiche:
Moderne Doppelschleichen wie diese Form aus Westafrika sind hoch spezialisierte Reptilien mit schlangenartigem Körper, welche vor allem in den tropischen Böden Afrikas und Südamerikas heimisch sind. © Johannes Penner

Veröffentlicht in: Müller, J., Hipsley, C. A., Head, J., Kardjilov, N., Hilger, A., Wuttke, M., Reisz, R. R. 2011. Eocene lizard from Germany reveals amphisbaenian origins – Nature, Vol. 473, issue 7347, pp 364-367; doi:10.1038/nature09919

Kontakt und weitere Informationen:

Prof. Dr. Johannes Müller
Museum für Naturkunde
Leibniz-Institut für Evolutions- und Biodiversitätsforschung
an der Humboldt-Universität zu Berlin
Invalidenstr. 43
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Tel.: +49 (0) 30 2093 8805, +49 (0) 173 305 6244
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