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Entstand die Warmblütigkeit durch ein Massenaussterben?

Ökologisches Wettrüsten zwischen den Überlebenden förderte die Endothermie

Hund
Wärmebild eines Hundes – nur Säugetiere und Vögel sind heute gleichwarm. Sie könnten ihre Warmblütigkeit aber Vorfahren verdanken, die sich nach einem Massenaussterben vor 250 Millionen Jahren entwickelten. © Igor Barin/ iStock

Tiefgreifender Wechsel: Säugetiere und Vögel könnten ihre Warmblütigkeit dem schlimmsten Massenaussterben der Erdgeschichte verdanken. Denn nachdem vor 250 Millionen Jahren gut 90 Prozent der Lebensformen verschwanden, veränderten sich die irdischen Ökosysteme grundlegend. Weil die Vorfahren der Dinosaurier und Vögel sowie die der Säugetiere die Fähigkeit zur endothermen Temperaturregulation erlangten, konnten sie sich in der neuen Welt besser durchsetzen, so eine neue Theorie.

Im Gegensatz zu Reptilien, Amphibien und den meisten Fischen können Vögel und Säugetiere ihre Körpertemperatur unabhängig von ihrer Umwelt regulieren – sie sind endotherm. Erst das ermöglicht es diesen gleichwarmen Tieren, auch in kalten Regionen und im Winter aktiv zu sein. Zudem verleiht ihnen die körpereigene Energieproduktion die Fähigkeit, ausdauernd zu fliegen und zu laufen. Wissenschaftler sehen daher in der Warmblütigkeit eine wichtige Voraussetzung für den Erfolg dieser Tiergruppen.

Evolutionärer Neuanfang nach dem Massenaussterben

Doch wann hat sich die Endothermie entwickelt? Lange vermutete man, dass Vögel und Säugetiere diese Fähigkeit zur Thermoregulation unabhängig voneinander entwickelten. Doch inzwischen mehren sich die Hinweise darauf, dass Vorformen der Warmblütigkeit schon bei den Vorfahren beider Tiergruppen existierten, den synapsiden Reptilien und den Archosauriern der frühen Trias. Diese gehörten zu den wenigen Überlebenden des verheerenden Massenaussterbens vor 250 Millionen Jahren, dem gut 90 Prozent der Lebensformen zum Opfer fielen.

An diesem Punkt setzt Michael Benton von der University of Bristol an: „Die neuen Ökosysteme in der Trias waren energetischer und schneller getaktet. Dies markiert den Beginn der modernen terrestrischen Ökosysteme, die heute größtenteils von Säugetieren und Vögeln dominiert werden“, so der Forscher. Und diese Revolution der Ökosysteme, erklärt Benton, könnte durch die Entwicklung der Warmblütigkeit ausgelöst worden sein. Denn erst sie machte viele Lebensweisen der sich nach dem Massenaussterben neu entwickelnden Tierarten möglich.

Schnelles Wachstum, Federn und eine aufrechte Haltung

Nach Angaben des Wissenschaftlers gibt es mehrere Indizien dafür, dass sich die Endothermie schon kurz nach dem Massenaussterben am Beginn der Trias entwickelte. So legen Analysen fossiler Knochen nahe, dass die Synapsiden und Archosaurier schnell heranwuchsen und eine hohe Stoffwechselrate besaßen – beides sind Merkmale von gleichwarmen Tieren. Auch erste Federn könnten neueren Erkenntnissen zufolge schon zu dieser Zeit entstanden sein – und damit eine für Warmblüter vorteilhafte wärmeisolierende Körperbedeckung.

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KÖrperbau
Wechsel im Körperbau nach dem Massenaussterben vor 250 Millionen Jahren. © Jim Robins, University of Bristol

Ein weiteres Indiz: Mit dem Beginn der Trias entwickelten die Vorfahren der Säugetiere, Dinosaurier und Vögel einen veränderten Körperbau. Statt mit seitlich herausstehenden Beinen zu „watscheln“ wie die meisten Wirbeltiere vor dem Massenaussterben, standen ihre Beine nun senkrecht unter dem Rumpf. „Dieser Wechsel der Haltung ist bei fast allen mittelgroßen und großen Landwirbeltieren nach dem Massenaussterben zu sehen“, berichtet Benton.

Der große Vorteil: Dieser aufrechte Körperbau macht Laufen und Rennen effizienter. „Das ermöglicht es, schneller und vor allem weiter zu laufen“, so Benton. Gleichzeitig kostet diese Fortbewegungsweise aber auch viel Energie – und diese könnte die Warmblütigkeit geliefert haben. „Endotherme erzeugen Energie in Form von ATP durch oxidative Phosphorylation in ihren Mitochondrien“, erklärt der Forscher. „Vögel und Säugetiere sind deswegen nicht so schnell erschöpft wie Echsen oder Amphibien.“

Wettrüsten zwischen Säugetier- und Dinosauriervorfahren

Nach Ansicht von Benton und seinen Kollegen könnte das Massenaussterben an der Grenze vom Perm zur Trias die Entwicklung der Warmblütigkeit auf mehrfache Weise gefördert haben. Zum einen starben damals überproportional viele „watschelnde“ Wirbeltiergruppen aus. Und die Überlebenden standen in der veränderten Umwelt neuen Herausforderungen gegenüber, die entsprechende Anpassungen begünstigten.

Als Folge entwickelte sich ein ökologisches „Wettrüsten zwischen den überlebenden Vorfahren der Dinosaurier und Vögel einerseits und den Urahnen der Säugetiere andererseits. „Die Archosaurier und Synapsiden konkurrierten miteinander als Top-Prädatoren in verschiedenen Ökosystemen der frühen und mittleren Trias“, erklärt Benton. „Und weil einige dieser Überlebenden des Massenaussterbens schon einfache Formen der Endothermie besaßen, mussten die anderen es ihnen gleich tun, um in dieser neuen, schnell getakteten Welt mithalten zu können.“

Die Warmblütigkeit, die sich im Verlauf der frühen und mittleren Trias entwickelte und die heute Säugetiere und die Vögel prägt, könnte demnach das Ergebnis eines ökologischen Wettrüstens sein, das vor fast 250 Millionen Jahren mit einem Massenaussterben seinen Anfang nahm. (Gondwana Research, 220, doi: 10.1016/j.gr.2020.08.003)

Quelle: University of Bristol

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