Säugetier-Vorfahr legte vor 250 Millionen Jahren noch Eier

Wie pflanzten sich die urzeitlichen Verwandten der Säugetiere fort? Ein 250 Millionen Jahre altes Fossil liefert den ersten direkten Beweis dafür, dass sie Eier legten. Forschende haben ein Ei identifiziert, in dem sich der Embryo eines Lystrosaurus befand. Dabei handelte es sich um einen frühen Säugetier-Vorfahren, der das Massenaussterben an der Grenze zwischen Perm und Trias überlebte. Die Analyse des Fundes legt nahe, dass die Lystrosaurus-Jungtiere noch nicht gesäugt wurden, sondern sich nach dem Schlüpfen schnell selbst versorgen konnten. Das könnte für das Gedeihen der Art unter extrem instabilen Umweltbedingungen entscheidend gewesen sein.

Am Ende des Perm vor rund 252 Millionen Jahren ereignete sich das verheerendste Massenaussterben der Erdgeschichte. Innerhalb weniger Jahrtausende verschwanden Schätzungen zufolge etwa drei Viertel aller Landlebewesen und 95 Prozent der in den Ozeanen heimischen Arten. Die Ursache waren wahrscheinlich extreme vulkanische Aktivitäten, die das Klima der Erde gravierend veränderten. Eine der wenigen Arten, die das Massenaussterben nicht nur überlebte, sondern sich in dieser Zeit eines instabilen, heiß-trockenen Klimas sogar ausbreitete, war Lystrosaurus. Dabei handelte es sich um einen widerstandsfähigen Pflanzenfresser, der als einer der frühesten Vorfahren der Säugetiere gilt.

Ungeschlüpfter Embryo

Doch wie vermehrte sich Lystrosaurus? Diese Frage war lange ein Rätsel, denn auch wenn bereits viele Fossilien älterer Tiere gefunden wurden, fehlte von Eiern jede Spur. Legten die Vorfahren der Säugetiere überhaupt Eier? Forschende um Julien Benoit von der University of the Witwatersrand im südafrikanischen Johannesburg können diese Frage nun mit Ja beantworten. Bereits 2008 hatte ein Team um Bennoits Kollegin Jennifer Botha bei Ausgrabungen im südafrikanischen Karoo-Becken ein knapp faustgroßes Fossil gefunden, das sich als zusammengerolltes Lystrosaurus-Jungtier herausstellte. „Ich vermutete schon damals, dass es im Ei gestorben war, aber zu dieser Zeit verfügten wir einfach nicht über die Technologie, um dies zu bestätigen“, sagt Botha.

Mit moderner Synchrotron-Röntgen-Computertomographie konnten die Forschenden nun einen detaillierten Blick ins Innere des Fossils werfen. Tatsächlich fanden sie dabei zahlreiche Belege dafür, dass es sich um einen noch nicht geschlüpften Embryo handelte: Zum einen ist das Individuum mit einer Schädellänge von nur 34 Millimetern das kleinste jemals gefundene Lystrosaurus-Exemplar. Die zusammengerollte Körperhaltung legt nahe, dass es einst von einer Eierschale umgeben war. Zum anderen zeigen die CT-Scans, dass die Gliedmaßen und das Becken erst schwach verknöchert waren und der Unterkiefer noch nicht zusammengewachsen war. Dieses Merkmal findet sich bei heutigen Vögeln und Schildkröten nur vor dem Schlüpfen. Da keine verkalkte Eierschale erhalten ist, gehen die Forschenden davon aus, dass diese weich und ledrig war und deshalb die Jahrmillionen nicht überdauert hat. Das würde auch erklären, warum bislang keine Eier von diesen frühen Säugetier-Vorfahren gefunden wurden.

Überlebensvorteil im Massenaussterben

Das Volumen des Eis betrug den Berechnungen der Forschenden zufolge wahrscheinlich etwa 115 Kubikzentimeter – etwa doppelt so viel wie bei einem Hühnerei. Im Verhältnis zu seiner Körpergröße legte Lystrosaurus damit vergleichsweise große Eier. Zusammen mit den Analysen des Embryo-Skeletts deutet das darauf hin, dass sich das Jungtier bereits im Ei so weit entwickeln konnte, dass es nach dem Schlüpfen schnell selbstständig wurde und nicht von seinen Eltern gefüttert werden musste. Anders als spätere Säugetiere produzierte Lystrosaurus also wahrscheinlich keine Milch für seinen Nachwuchs.

Die Größe des Eis bot zudem den Vorteil, dass es widerstandsfähiger gegen Austrocknung war. Das könnte in der Zeit des Massenaussterbens, als es immer wieder zu Dürren kam, entscheidend für das Überleben der Art gewesen sein. „Durch die Produktion großer, dotterreicher Eier und frühreifer Jungtiere war der Lystrosaurus in der Lage, unter den rauen, unvorhersehbaren Bedingungen nach dem Massenaussterben am Ende des Perm zu gedeihen“, erklären die Forschenden. Auch angesichts des aktuellen Klimawandels könnten die Ergebnisse von Bedeutung sein: „Das Verständnis, wie Organismen in der Vergangenheit globale Umwälzungen überstanden haben, hilft Wissenschaftlern dabei, besser vorherzusagen, wie Arten heute auf anhaltenden Umweltstress reagieren könnten“, sagt Benoit.

Quelle: Julien Benoit (University of the Witwatersrand, Johannesburg, Südafrika) et al., PLOS One, doi: 10.1371/journal.pone.0345016

© wissenschaft.de – Elena Bernard