Der Grund, warum es heute noch ungerade eierlegende Säugetiere gibt, könnte sein, dass ihre Vorfahren ins Wasser gegangen sind, schlagen Wissenschaftler jetzt vor.

Die eierlegenden Säugetiere – die Monotreme, einschließlich des Schnabeltiers und der stacheligen Ameisenbären — sind exzentrische Verwandte der übrigen Säugetiere, die lebende Junge tragen. Neben dem Legen von Eiern lassen andere Macken sie eher wie Reptilien als wie unsere Verwandten erscheinen. Sie haben einen Reptiliengang mit Beinen an den Seiten und nicht unter dem Körper, zum Beispiel, und ein einziger Kanal für Urin, Kot und Sex anstelle von mehreren Öffnungen.

Diese Kuriositäten werden oft als primitive „lebende Fossilien“ betrachtet, die Aufschluss darüber geben, wie unsere fernen Vorfahren ausgesehen haben könnten.

Australische Invasion

Vor langer Zeit waren Monotreme und ihre nahen Verwandten die dominierenden Säugetiere in ganz Australien. Jetzt gibt es nur noch zwei Arten von Monotremen auf dem Planeten — die Entenschnabelschnabeltiere und die vier Arten von Echidnas oder stacheligen Ameisenbären. Wie alle Säugetiere besitzen sie Haare, Milch, Schweißdrüsen, drei Mittelohrknochen und eine Gehirnregion, die als Neokortex bekannt ist.Die Monotremes wurden fast völlig beiseite gefegt, als ihre beuteltragenden Beuteltier-Cousins – moderne Beispiele dafür sind die Kängurus – vor 71 Millionen bis 54 Millionen Jahren in Australien einmarschierten. Beuteltiere scheinen eine Reihe von Vorteilen gegenüber Monotremen zu haben – ihre Körper scheinen effizienter in der Fortbewegung zu sein, und die Tatsache, dass sie lebende Nachkommen zur Welt bringen, könnte eine bessere Versorgung der Jungen ermöglichen.

Außerdem waren die Beuteltiere, bevor sie Australien erreichten, von Asien nach Amerika in die Antarktis gewandert. Der Kampf, den Beuteltiere vermutlich mit allen Tieren auf diesen Kontinenten während dieser Reise hatten, könnte sie auf den Wettbewerb vorbereitet haben, „während die australischen Säugetiere, die bei der Ankunft der Beuteltiere ausgestorben waren, in Australien größtenteils sehr lange isoliert waren“, erklärte der Forscher Matthew Phillips, Evolutionsbiologe an der Australian National University in Canberra.

All diese Stärken erklären, warum Beuteltiere in Australien triumphierten. Das Geheimnis ist dann, warum irgendwelche Monotreme überlebt haben.

Schwimmen Sie dafür!Phillips und seine Kollegen vermuten nun, dass Schnabeltiere und Echidnas weiterlebten, weil ihre Vorfahren Zuflucht dort suchten, wo Beuteltiere nicht folgen konnten — im Wasser.

Schnabeltiere sind amphibische Kreaturen, während Echidnas — die Ameisenbären – terrestrisch sind. Neue genetische Beweise und Vergleiche mit fossilen Monotremen deuten jedoch darauf hin, dass Echidnas nur vor 19 bis 48 Millionen Jahren von Schnabeltieren abwichen. Dies bedeutet, dass Echidnas kürzlich semi-aquatische Vorgänger hatten und erst später das Land wieder besiedelten. Eine Reihe von Aspekten der Echidna-Biologie stimmen mit einem amphibischen schnabeltierartigen Vorfahren überein – einem stromlinienförmigen Körper, nach hinten ragenden Hinterbeinen, die als Ruder fungieren könnten, und den Konturen eines entenartigen Schnabels während der Embryonalentwicklung.

„Schnabeltierartige Fossilien sind seit mindestens 61 Millionen Jahren bekannt. Es wurde angenommen, dass der viel kürzere Fossilienbestand für Echidnas vor etwa 13 Millionen Jahren nur auf die lückenhafte Natur des Fossilienbestands zurückzuführen ist „, sagte Phillips. Ihre neuen Ergebnisse deuten darauf hin, dass „der Mangel an frühen Echidna-Fossilien tatsächlich darauf zurückzuführen war, dass sie sich einfach noch nicht entwickelt hatten.“Die Forscher vermuten, dass Beuteltiere sich keine wesentliche Invasion von Gewässern leisten können, weil sie bei ihrer Geburt wochenlang ständig Milch saugen müssen; Neugeborene Beuteltiere könnten ertrinken, wenn ihre Mütter sich jemals ins Wasser wagen müssten.Diese Ergebnisse beseitigen einen offensichtlichen Widerspruch zwischen fossilen Daten und DNA-Beweisen, sagte Zhe-Xi Luo, Kurator für Wirbeltierpaläontologie am Carnegie Museum of Natural History in Pittsburgh.Der Evolutionsbiologe Peter Waddell von der Purdue University in West Lafayette, Ind., erklärte, dass eine frühere Studie, die auf frühen monotremen Fossilien basierte, vorgeschlagen hatte, dass das Schnabeltier und die Echidna vor mehr als 110 Millionen Jahren divergierten, während die molekularen Daten eine weitaus neuere Divergenz nahelegten.“Matt Phillips und Kollegen haben sowohl die fossilen als auch die molekularen Daten neu bewertet und sind zu dem Schluss gekommen, dass die Trennung von Schnabeltier und Echidna tatsächlich relativ neu ist“, sagte der Säugetierforscher Robin Beck vom American Museum of Natural History in New York. „Um es einfach auszudrücken, die Knochen und die Gene scheinen im Wesentlichen die gleiche Geschichte zu erzählen, was beruhigend ist.“Ein weiterer interessanter Aspekt dieser Studie ist, dass sie darauf hindeutet, dass sich die Echidna aus einem Vorfahren entwickelt hat, der einem modernen Schnabeltier sehr ähnlich war, obwohl Echidnas und Schnabeltiere anatomisch sehr unterschiedlich sind“, fügte Beck hinzu. „Diese Hypothese wurde schon einmal vorgeschlagen, aber das aktuelle Papier liefert den bisher überzeugendsten Beweis dafür, dass dies tatsächlich passiert ist. Nicht nur das, aber Papier legt nahe, dass der Wechsel von einer schnabeltierartigen Körperform zu einer Echidna-ähnlichen Körperform überraschend schnell stattgefunden zu haben scheint, in weniger als 15 zu 25 Millionen Jahre. Dass eine so große Veränderung der Gesamtmorphologie so schnell passieren könnte, ist faszinierend.Der Hinweis, dass sich Echidnas nach der Ankunft der Beuteltiere in Australien entwickelt haben könnten, „widerspricht der gängigen Annahme, dass Monotreme lebende Fossilien sind, die evolutionär nur auf Wasser treten und darauf warten, angesichts der Konkurrenz mit “ überlegenen“ Säugetieren wie Beuteltieren ausgestorben zu sein“, fügte Phillips hinzu.Der Fossilienbestand von Monotremen ist nach wie vor sehr unvollständig, insbesondere zwischen etwa 100 und 25 Millionen Jahren, sagte Beck und stellte fest, dass Fossilien, die diese Lücke von 75 Millionen Jahren füllen, „in Australien, Südamerika oder sogar in der Antarktis gefunden werden könnten. Es gibt jedoch eine Reihe von fossilen Stätten in Australien, die 20 bis 25 Millionen Jahre alt sind, und die Ergebnisse des aktuellen Papiers legen nahe, dass sich Echidnas in dieser Zeit entwickelt haben. Mit etwas Glück werden zukünftige Expeditionen zu diesen Orten fossile Echidnas entdecken, die den Wandel von einer schnabeltierartigen zu einer Echidna-ähnlichen Körperform demonstrieren.“Da ein Merkmal, das oft als primitiv angesehen wird — die Eiablage – den Monotremen tatsächlich geholfen haben könnte, bis heute zu überleben, könnte die zukünftige Forschung untersuchen, ob dies auch für andere ihrer Merkmale gilt. Zum Beispiel sind ihre reptilienartigen Schultern schlecht für schnelles Laufen, aber sie bieten starke Verstrebungen. Dies ermöglicht eine riesige Schulter- und Armmuskulatur für den Einsatz beim schnellen Manövrieren im Wasser für das Schnabeltier oder beim Graben nach Echidnas, sagte Phillips.

Die Wissenschaftler haben ihre Ergebnisse am 21.September online in den Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht.

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