EvolutionWie die Schildkröte zu ihrem Panzer kam

Der Panzer schützt Schildkröten vor Raubtieren und Hitze. Wie er entstanden sein könnte, zeigen 260 Millionen Jahre alte Fossilien eines Urzeit-Reptils aus Afrika. von 

Junge Pantherschildkröte (Stigmochelys pardalis)

Junge Pantherschildkröte ("Stigmochelys pardalis")   |  © Tyler Lyson

Er schirmt die Sonne ab, schützt vor Fressfeinden, und es gibt ihn sogar mit Leoparden-Muster: Um ihren Panzer könnte man Schildkröten fast beneiden. Wie sie dazu kamen, war Biologen lange ein Rätsel. Viele vermuteten, dass sich die Rippen der Tiere im Laufe der Evolution verbreiterten, bis sie schließlich zu einem  Rückenschild verschmolzen.

Doch zwischen einzelnen Rippen und einem geschlossenen Panzer liegt ein weiter Weg. Japanische Forscher versuchten 2011, diesen anhand der Embryonalentwicklung von Schildkröten zu rekonstruieren. Sie zeigt die Evolution gewissermaßen im Zeitraffer – oder liefert zumindest Hinweise, wie sie abgelaufen sein könnte. Die Beobachtung: Anders als bei den meisten Tieren wachsen die Rippen von Schildkröten nicht um den Rumpf herum, um später den Brustkorb zu bilden. Sondern sie wandern ins seitliche Körpergewebe hinein und regen es an, zu verknöchern. Zugleich verbreitern sich die Rippen, bis sie aneinanderstoßen und zu flächigen Platten verwachsen. Fertig ist der Panzer.

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Vorfahren der Schildkröten sollten demnach schon verbreiterte Rippen gehabt haben. Der Knochenbau von Ur-Schildkröten müsste – wenn das Modell der Japaner stimmt – der Anatomie heutiger Schildkröten-Embryonen in frühen Entwicklungsstadien geähnelt haben.

Um das zu überprüfen, untersuchte der amerikanische Geologe Tyler Lyson von der Yale Universität Fossilien des Eunotosaurus africanus, die der britische Paläontologe Harry Govier Seeley 1892 in Südafrika gefunden hatte. Dieses Urzeit-Reptil lebte vor rund 260 Millionen in Südafrika und wirkt mit seinem kugeligen Rumpf wie eine Schildkröte, der man den Panzer gestohlen hat. Und tatsächlich: Die Fossilien trugen schon Anlagen für einen Panzer in sich, berichten die Forscher im Magazin Current Biology.

"Eunotosaurus war schon auf dem Weg zur Schildkröte", sagt Mitautor Torsten Scheyer von der Universität Zürich. Die Reptilrippen seien auffällig breit gewesen. Weil sie so viel Platz einnahmen, hatte Eunotosaurus wohl auch nur neun Paare. Die meisten anderen Urzeitreptilien besaßen mehr als 18 Rippenpaare. 

Kaum Muskeln zwischen den Rippen

An der Oberfläche der versteinerten Rippen fanden die Forscher zudem nur leichte Muskelansätze. "Das spricht dafür, dass Eunotosaurus eine schwach ausgeprägte Zwischenrippenmuskulatur hatte", sagt Scheyer. Diese Muskeln dienen bei vielen Tieren dazu, den Brustkorb aufzublähen und zusammenzudrücken und so die Atmung zu steuern. Bei heute lebenden Schildkröten fehlen sie, weil ihre Rippen komplett mit dem starren Panzer verwachsen sind. Schildkröten bewegen Vorder- und Hinterflossen, um ihre Atmung zu unterstützen. 

Außerdem verlagerten sich ihre Rippenmuskeln in Richtung Bauch, wo sie nun eine Art Schlinge bilden, mit der die Tiere ihre Lunge kontrahieren. "Diese Reorganisation der Atemmuskeln auf die Bauchseite zeichnet sich schon bei Eunotosaurus ab", schreiben die Forscher. Der Ursprung des Schildkrötenpanzers liegt also in dem Fossil, schlussfolgern sie.

Aus Eunotosaurus habe sich demzufolge die urzeitliche Schildkröte Odontochelys semitestacea entwickelt, die vor etwa 220 Millionen Jahren in China lebte und schon einen Bauchpanzer trug. Von ihren Nachkommen stamme die heutige Schildkröte mit voll entwickeltem Rückenpanzer ab. 

Leserkommentare
  1. 1. [..]

    Entfernt. Bitte beteiligen Sie sich mit sachlichen Beiträgen. Danke, die Redaktion/ls

    Reaktionen auf diesen Kommentar anzeigen

    "So etwas"? Sie meinen, dass sich Arten im Lauf der Zeit verändern? Wo soll ich nur anfangen? Jetzt erklären Sie uns bitte mal, wie die Fossilfunde von Neanderthaler, Australopithen und Co. in ihr Weltbild passen. Wie alt war die Erde gleich nochmal? 8000 Jahre? Radiocarbon - eh alles Blödsinn?
    Oder machen Sie sich hier vielleicht doch nur einen Spaß, möchten ein bisschen provozieren ("Irrsinn" und "Wahnsinn" ist schließlich hart an der Grenze zur Beleidigung) oder haben doch nur das "Ironie off" vergessen?

    Zum Punkt der Abstammung vom Affen erlaube ich mir, auf Wikipedia zurückzugreifen:
    - Gattung: Homo
    - Tribus: Hominini
    - Familie: Menschenaffen (Hominidae)
    - Überfamilie: Menschenartige (Hominoidea)
    - Teilordnung: Affen (Anthropoidea), Altweltaffen (Catarrhini)
    - Unterordnung: Trockennasenprimaten (Haplorrhini)
    - Ordnung: Primaten (Primates)
    - Überordnung: Euarchontoglires
    - Unterklasse: Höhere Säugetiere (Eutheria)
    - Klasse: Säugetiere (Mammalia), Theria
    - Reihe: Landwirbeltiere (Tetrapoda)
    - Überklasse: Kiefermäuler (Gnathostomata)
    - Unterstamm: Wirbeltiere (Vertebrata)
    - Stamm: Chordatiere (Chordata)
    - Überstamm: Neumünder (Deuterostomia)
    - Unterabteilung: Bilateria
    - Abteilung: Gewebetiere (Eumetazoa)
    - Reich: Vielzellige Tiere (Metazoa)
    - Domäne: Eukaryoten (Eucaryota)
    - Klassifikation: Lebewesen

    Immer wieder faszinierend...

    PS: Sehr interessanter Artikel

    • paul_S
    • 31. Mai 2013 10:37 Uhr

    Entfernt. Der Kommentar, auf den Sie sich beziehen, wurde mittlerweile entfernt. Die Redaktion/ls

  2. "So etwas"? Sie meinen, dass sich Arten im Lauf der Zeit verändern? Wo soll ich nur anfangen? Jetzt erklären Sie uns bitte mal, wie die Fossilfunde von Neanderthaler, Australopithen und Co. in ihr Weltbild passen. Wie alt war die Erde gleich nochmal? 8000 Jahre? Radiocarbon - eh alles Blödsinn?
    Oder machen Sie sich hier vielleicht doch nur einen Spaß, möchten ein bisschen provozieren ("Irrsinn" und "Wahnsinn" ist schließlich hart an der Grenze zur Beleidigung) oder haben doch nur das "Ironie off" vergessen?

    Zum Punkt der Abstammung vom Affen erlaube ich mir, auf Wikipedia zurückzugreifen:
    - Gattung: Homo
    - Tribus: Hominini
    - Familie: Menschenaffen (Hominidae)
    - Überfamilie: Menschenartige (Hominoidea)
    - Teilordnung: Affen (Anthropoidea), Altweltaffen (Catarrhini)
    - Unterordnung: Trockennasenprimaten (Haplorrhini)
    - Ordnung: Primaten (Primates)
    - Überordnung: Euarchontoglires
    - Unterklasse: Höhere Säugetiere (Eutheria)
    - Klasse: Säugetiere (Mammalia), Theria
    - Reihe: Landwirbeltiere (Tetrapoda)
    - Überklasse: Kiefermäuler (Gnathostomata)
    - Unterstamm: Wirbeltiere (Vertebrata)
    - Stamm: Chordatiere (Chordata)
    - Überstamm: Neumünder (Deuterostomia)
    - Unterabteilung: Bilateria
    - Abteilung: Gewebetiere (Eumetazoa)
    - Reich: Vielzellige Tiere (Metazoa)
    - Domäne: Eukaryoten (Eucaryota)
    - Klassifikation: Lebewesen

    Immer wieder faszinierend...

    PS: Sehr interessanter Artikel

    Eine Leserempfehlung
    Antwort auf "[..]"
  3. 3. [...]

    Entfernt. Der Kommentar, auf den Sie sich beziehen, wurde entfernt. Die Redaktion/ls

  4. [...]
    Die Naturwissenschaften können uns große Bereiche der Phänomene erklären, aber nicht die Welt als Ganzes.

    Die Wissenschaften haben uns Freiheit, Wohlstand und Medizintechnik gebracht, Religionen sind in der Regel rückwärtsgewandt, bewegen sich im Kreis und versuchen die Menschen zu unterdrücken.

    Ich bin gerne bereit, gegenüber Print- und Internetmedien, zum Unterschied zwischen religiöser Weltsicht und rationaler Welterklärung Stellung zu nehmen.

    Joachim Datko - Physiker, Philosoph
    Monopole.de

    Gekürzt. Der Kommentar, auf den Sie sich beziehen, wurde mittlerweile entfernt. Die Redaktion/ls

    • paul_S
    • 31. Mai 2013 10:37 Uhr
    5. [...]

    Entfernt. Der Kommentar, auf den Sie sich beziehen, wurde mittlerweile entfernt. Die Redaktion/ls

    Antwort auf "[..]"
  5. Es wäre noch erwähnenswert gewesen, dass allein innerhalb der letzen Wochen 3 Schildkrötengenome veröffentlicht wurden, 2 davon letzte Woche (Wang et al., Nature Genetics). Die Autoren haben darin bereits erste Kandidatengene gefunden, welche für die Bildung des Panzer verantwortlich gemacht werden. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis die Genetik und damit die Evolution des Schildkrötenpanzers geklärt ist.

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  • Quelle ZEIT ONLINE
  • Schlagworte Evolution | Universität Rostock | China | Südafrika
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