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Dienstag, 31.05.2016
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Bizarr: Urzeitwesen Hallucigenia rekonstruiert

500 Millionen Jahre alter Ur-Arthropode besaß reichlich Zähnchen in Mund und Rachen

Stachelwurm mit Zahnkranz: Forscher haben endlich herausgefunden, wie der Kopf des bizarren Urzeitwesens Hallucigenia aussah. Es hatte nicht nur einen ganzen Ring aus spitzen Zähnen im Maul, auch im Rachen trug es nadelspitze Zähnchenreihen. Damit besaß dieser vor rund 500 Millionen Jahren lebende Urahn der Insekten schon ein verblüffend komplexes Arsenal von Mundwerkzeugen, wie Forscher im Fachmagazin "Nature" berichten.

Wo der Kopf von Hallucigenia lag und wie er aussah, war lange ein Rätsel. Jetzt haben Forscher es geklärt.

Als man die ersten Fossilien von Hallucigenia in der Burgess Shale Formation in Kanada entdeckte, gab das bizarre Wesen Rätsel auf. Der bis zu fünf Zentimeter lange Körper war wurmähnlich, oben und unten gingen lange Fortsätze von ihm aus. "Vor unserer Studie war sogar unklar, welches Ende dieses Tieres vorne ist und welches hinten", erklärt Erstautor Martin Smith von der University of Cambridge.

"Kopf" entpuppt sich als Hinterende


An einem Ende einiger Hallucigenia-Relikte fand man zwar eine ballonartige Erweiterung, die man zunächst für ihren Kopf hielt. Aber Näheres war nicht zu erkennen – bis jetzt. Smith und seine Kollegen haben nun 165 Fossilien dieses Urzeitwesens systematisch mit Hilfe der Elektronenmikroskopie untersucht. Dabei gelang es ihnen erstmals, den Kopf von Hallucigenia sichtbar zu machen und zu rekonstruieren.

Hallucigenia sparsa Fossil aus dem Burgess Shale - wo liegt der Kopf?

Hallucigenia sparsa Fossil aus dem Burgess Shale - wo liegt der Kopf?

Das Ergebnis war überraschend, denn der zuvor für den Kopf gehaltene "Ballon" entpuppte sich als etwas völlig anderes: "Er gehört gar nicht zum Körper, sondern besteht aus Flüssigkeit, die aus dem Darm von Hallucigenia austrat, als der Kadaver des Tieres im Untergrund gequetscht wurde", so Smith. Der Ballon markiert damit das Hinterende des Tieres.


Zahnkranz und Rachenzähnchen


Am anderen Ende der Hallucigenia-Fossilien aber wurden die Forscher dafür umso mehr fündig: Das Urzeittier besaß nicht nur zwei Augen, es trug auch einen ganzen Ring aus Zähnen um seine Mundöffnung. "Als wir die Fossilien in das Elektronenmikroskop legten, hofften wir, wenigsten die Augen zu finden", sagt Koautor Jean-Bernard Caron vom Royal Ontario Museum. "Wir waren bass erstaunt, als uns seine Zähne anlächelten."

Und nicht nur das: In seinem Rachen trug Hallucigenia weitere Reihen von nadelspitzen Zähnchen. Die Forscher vermuten, dass der vordere Zahnkranz dem Tier wahrscheinlich dabei half, sein Futter einzusaugen du sich vorwärts zu bewegen. Das Maul bewegte sich dabei wie eine Pumpe vor und zurück ähnlich wie beim mit ihm verwandten Peniswurm. Die Zähnchen im Rachen sorgten dagegen wie kleine Widerhaken dafür, dass das Futter nicht wieder hinausrutschte.

So könnte Hallucigenia ausgesehen haben

So könnte Hallucigenia ausgesehen haben

Frühe Gliedertiere waren zahnbewehrt


Die Rekonstruktion des Kopfes von Hallucigenia liefert nicht nur einen Eindruck davon, wie dieses Tier vor 500 Millionen Jahren aussah, es trägt auch dazu bei, die stammesgeschichtlichen Wurzeln der heutigen Gliederfüßer genauer zu beleuchten. Denn Hallucigenia gilt als ferner Vorfahre der Arthropoden, Bärtierchen und Stummelfüßer, einer Gruppe, die als Häutungstiere (Ecdysozoa) zusammengefasst werden – weil alle sich im Laufe ihres Lebens häuten.

"Die frühe Geschichte dieser gewaltigen Gruppe ist aber kaum erkundet", sagt Smith. Eine der offenen Fragen war, ob Hallucigenia und damit die frühen Vorfahren dieser Tiergruppe, bereits Zähne besaßen oder nicht. "Diese Ergebnisse zeigen, dass die fernen Vorfahren aller Häutungstiere anatomisch viel weiter entwickelt waren als wir uns das je hätten vorstellen können", sagt Caron. "Hallucigenia sagt uns, dass Arthropoden und Stummelfüßer ursprünglich Zahnkränze um den Mund und Zahnreihen im Rachen besaßen – sie haben diese später nur wieder verloren oder stark reduziert." (Nature, 2015; doi: 10.1038/nature14573)
(University of Cambridge, 25.06.2015 - NPO)