#Flossenechsen wurden fix zu Langhälsen

Er ist das Markenzeichen der berühmten Meeressaurier des Erdmittelalters: Wie sich der lange Hals bei den Vorfahren der Plesiosaurier vor rund 250 Millionen Jahren entwickelt hat, beleuchtet nun ein neuentdeckter Urahn der Flossenechsen. Vergleiche seiner Merkmale mit denen späterer Spezies belegen dabei ein evolutionär sehr schnelles Wachstum der Hälse: In nur rund fünf Millionen Jahren hatte sich ihre Länge durch das Addieren von Wirbeln verdoppelt, berichten die Paläontologen.

Ein langer Hals kann praktisch sein, wie die evolutionären Entwicklungen bei unterschiedlichen Tieren verdeutlichen. Zu den markantesten Beispielen gehören dabei die Giraffen sowie einige Vogelarten. Doch auch in der früheren Entwicklungsgeschichte gab es schon berühmte Langhälse: Während an Land die Sauropoden an den Baumwipfeln knabberten, jagten in den Meeren bis zum Ende der Kreidezeit die langhalsigen Plesiosaurier gewandt Fische. Die Entwicklung dieser Wesen geht dabei auf das frühe Trias-Zeitalter zurück. Doch bisher ist nur wenig darüber bekannt, wie sich der Hals in der frühen Phase der Evolution der Flossenechsen (Sauropterygia) entwickelt hat.

Ein noch kurzhalsiger Vertreter

Licht auf diese Frage wirft nun der Fund eines frühen Vertreters dieser Tiergruppe aus einer Fossilienlagerstätte in der chinesischen Provinz Hubei. „Wir hatten das Glück, gleich zwei vollständige Skelette dieses Wesens zu finden“, sagt Erst-Autor Qi-Ling Liu von der China University of Geosciences in Wuhan. Das chinesisch-britische Forscherteam gab der fossilen Art den Namen Chusaurus xiangensis. Durch radiometrische Datierungen konnten die Relikte auf ein Alter von etwa 248 Millionen Jahren datiert werden und somit auf das frühe Trias-Zeitalter. Grundsätzlich zeigte sich zunächst: „Obwohl Chusaurus nur weniger als einen halben Meter lang war, handelte es sich dennoch um einen frühen Vertreter der Meeresreptilien aus der Gruppe der Sauropterygia“, so der Paläontologe.

Wie die weiteren Untersuchungen ergaben, ist Chusaurus bereits den Pachypleurosauriern zuzuordnen, aus denen dann die späteren Formen der Plesiosaurier hervorgingen. „Er gehörte schon zu dieser Gruppe kleiner Meeresräuber, die in der Trias sehr wichtig waren. Zuerst war ich mir aber nicht sicher, ob es sich um einen Pachypleurosaurier handelte, weil mir der Hals so kurz erschien“, sagt Liu. Genau dabei handelt es sich allerdings um den besonders interessanten Aspekt dieses Wesens, wie das Team berichtet.

Schnelle Langhals-Entwicklung

Denn es zeichnet sich ab, dass bereits ein Verlängerungsprozess des Halses stattgefunden hatte: Immerhin besaß dieser bei Chusaurus schon das Ausmaß der halben Länge des Rumpfes des Tieres. Er war dabei bereits mit 17 Halswirbeln ausgestattet. Wie dann die Vergleiche mit späteren Vertretern der Pachypleurosaurier verdeutlichten, setzte sich die Halsverlängerung anschließend aus evolutionärer Sicht schnell fort: In nur fünf Millionen Jahren hatte die Halslänge bei dieser Gruppe der Flossenechsen im Durchschnitt schon 80 Prozent der Rumpflänge erreicht, belegen die Studienergebnisse. „Die Pachypleurosaurier verlängerten ihre Hälse dabei, indem sie neue Wirbel hinzufügten“, sagt Co-Autor Cheng Long vom Wuhan Centre of China Geological Survey. Konkret war ein Zuwachs auf 25 Halswirbel zu verzeichnen, berichten die Paläontologen.

„Nicht alle Tiere haben ihre Hälse auf diese Weise verlängert“, betont Co-Autor Tom Stubbs von der University of Bristol. „Giraffen haben beispielsweise die für Wirbeltiere üblichen sieben Halswirbel beibehalten, aber jeder von ihnen ist sehr lang geworden, sodass diese Tiere hoch in die Bäume hineinreichen können. Bei Flamingos gibt es hingegen beispielsweise eine Kombination beider Aspekte: Sie haben zusätzliche Wirbel eingefügt, aber jeder ist auch länger geworden“, sagt der Wissenschaftler. Wie die Studie verdeutlicht, haben die Flossenechsen offenbar auf Menge gesetzt. Dies gipfelte dann schließlich in den großen Plesiosauriern der Jura- und Kreidezeit. Von einigen Vertretern der Elasmosaurier sind sogar 72 Halswirbel bekannt. Ihr schlangenartiger Hals war dabei fünfmal so lang wie ihr Rumpf.

Was ihre Ahnen im Trias-Zeitalter betrifft, zeichnet sich nun zwar eine schnelle, aber damals noch begrenzte Zunahme der Halslänge ab: „Unsere Studie zeigt, dass sich die Halslänge bei den Pachypleurosauriern in fünf Millionen Jahren verdoppelt hat. Die weitere Entwicklung verlangsamte sich dann allerdings“, sagt Co-Autor Ben Moon von der University of Bristol. Vermutlich erreichten sie eine für ihre damalige Lebensweise schon perfekte Halslänge bei etwa dem gleichen Ausmaß wie die des Rumpfes. „Wir glauben, dass sie sich als kleine Raubtiere hauptsächlich von Garnelen und kleinen Fischen ernährten. Dabei konnte ihnen ein relativ langer Hals zugutekommen. Ein noch längerer hätte wohl aber wiederum Kosten verursacht, die sich letztlich nicht gelohnt hätten“, so Moon. Bei der Ernährungsweise und den Beutetieren ihrer späteren Nachfahren war dies dann offenbar anders und so entwickelten Elasmosaurus und Co. dann schließlich ihre geradezu schlangenartigen Hälse.

Quelle: University of Bristol, Fachartikel: BMC Ecology and Evolution, doi: 10.1186/s12862-023-02150-w

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