Ur-Vierfüßer: Archivfund nach über 100 Jahren

Ein eher unscheinbares Fossil aus den Archiven des Museums für Naturkunde Berlin ist überraschend als Ur-Vierfüßer identifiziert worden. Das Fossil stammt aus 340 Millionen Jahre altem Kalkstein aus St. Louis, Missouri (USA). Es stellt den Abdruck eines etwa 4 Zentimeter langen Schädels von der Unterseite dar. Der Fund wurde Anfang des 20. Jahrhunderts von dem Greifswalder Paläontologen Otto Jaekel nach Berlin gebracht. Das Museum für Naturkunde nahm den Fund als Rest eines „unbestimmten Quastenflossers“ in seine Sammlung auf. Dort blieb er über 100 Jahre unbemerkt.

Erst kürzlich fiel den Berliner Forschern Florian Witzmann und Johannes Müller die für einen Fisch eher ungewöhnliche Schädelform auf. Da die Knochen selber nicht mehr erhalten sind, sondern nur einen Negativabdruck im Gestein hinterließen, fertigten die paläontologischen Präparatoren des Berliner Museums hochauflösende Silikon- und Latexausgüsse des Fossils, welche die Strukturen der Knochen als Positiv in allen Einzelheiten zeigen. „Anhand der Struktur des Gaumens und des Unterkiefers konnten wir eindeutig nachweisen, dass der Schädel nicht zu einem Fisch, sondern zu einem Ur-Vierfüßer gehört“, sagt Florian Witzmann.

Foto: Museum für Naturkunde Berlin Abdrücke des Ur-Vierfüßers aus St. Louis, Missouri, USA. Foto: Museum für Naturkunde Berlin

Jennifer Clack (Cambridge, Großbritannien) und Daniel Snyder (Dublin, Georgia, USA) halfen den Berliner Forschern, den Fund einer computergestützten Verwandtschaftsanalyse zu unterziehen. Dabei stellte sich heraus, dass es sich um einen frühen Vierfüßer (Tetrapoden) handelt. Er stellt eines der wenigen Zeugnisse aus dem Unter-Karbon dar, einer für die Wirbeltiere entscheidenden Phase der Erdgeschichte, in welcher der eigentliche Schritt der Tetrapoden vom Wasser auf das Land stattfand.

Die ersten Tetrapoden entwickelten sich aus einer bestimmten Gruppe von Fischen, den Fleischflossern, vor etwa 360-380 Millionen Jahren in der Zeit des Ober-Devons. Sie waren ihren fischartigen Vorfahren allerdings in vieler Hinsicht noch sehr ähnlich und lebten wie diese weitgehend im Wasser. Erst im darauffolgenden Zeitabschnitt der Erdgeschichte, dem Unter-Karbon, passten sich die Tetrapoden an das Leben an Land an und spalteten sich stammesgeschichtlich in ihre wichtigsten Entwicklungslinien auf.

Leider sind aus der Anfangszeit des Unter-Karbons nur sehr wenige Tetrapoden fossil überliefert. Diese Zeit wird nach dem bedeutenden amerikanischen Paläontologen Alfred S. Romer unter Wissenschaftlern „Romers Lücke“ genannt. Genau in diese „Lücke“ der Erdgeschichte passt nun der neue Fund und hilft, unser Bild von der Entstehung der Tetrapoden zu erweitern.

Der genaue Fundpunkt des Fossils bei St. Louis konnte nicht mehr ermittelt werden, aber die mikroskopische Untersuchung des Gesteins in Amerika ergab, dass das Fossil aus dem unteren oder mittleren Abschnitt des St. Louis Kalksteins stammt. Damit stellt der Berliner Schädel den ältesten bekannten Rest eines Tetrapoden in Nordamerika nach der Devonzeit dar.

Eine computergestützte Verwandtschaftsanalyse zeigt die Zugehörigkeit des Berliner Fundes zu einer sehr urtümlichen Gruppe von Tetrapoden, den Colosteiden, deren erdgeschichtlich ältester Vertreter er ist. Diese äußerlich an Salamander erinnernden Tiere entstanden noch bevor sich die Tetrapoden in die beiden Großgruppen aufspalteten, die zu den Amphibien und den Amnioten (Reptilien, Vögel, Säugetiere) führten. Im Ober-Karbon, vor etwa 310 Millionen Jahren, starben die Colosteiden aus.

Die Analyse des umgebenden Gesteins deutet darauf hin, dass der Tetrapode auf dem Meeresboden in tieferem Wasser eingebettet wurde. Der Lebensraum des Tieres ist aber sicherlich im Flachwasser zu suchen; nach seinem Tod wurde es ins tiefere Wasser verdriftet. Ob es aber ein Bewohner der Meeresküste war und im Salzwasser lebte, oder wie heutige Amphibien im Süßwasser und dann durch einen Fluss ins Meer gespült wurde, ist noch ungeklärt.

Forschung: J.A. Clack, F. Witzmann, J. Müller, D. Snyder, „A colosteid-like early tetrapod from the St Louis Limestone (Early Carboniferous, Meramecian), St Louis, Missouri, USA“; in Fieldiana: Life and Earth Sciences 5: 17-39.

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Abstract in „Fieldiana: Life and Earth Sciences“