«Die heutige Säugetierwelt Südamerikas hat mit der früheren stammesgeschichtlichen Entwicklung auf diesem Kontinent ganz wenig zu tun», sagte Prof. Thomas Martin von der Universität Bonn.
Ein Nashorn mit Flusspferdkopf und ein kamelartiges Wesen: So sahen die heute ausgestorbenen Tiere Toxodon und Macrauchenia aus. Forschende haben nun die Stammesgeschichte dieser bizarren südamerikanischen Säuger rekonstruiert.
Damit haben die Wissenschaftler ein Jahrzehnte währendes evolutionäres Rätsel um die «seltsamsten jemals entdeckten Tiere» gelöst, wie Charles Darwin sie nannte. Dem internationalen Team gelang es, die zwei ausgestorbenen Huftiere in den Stammbaum der Säugetiere einzuordnen.
Mit Pferden verwandt
Die bizarren Urtiere aus Südamerika sind demnach eng mit Pferden, Nashörnern und Tapiren verwandt - aber nicht mit Elefanten. Die Forschungsgruppe um Ian Barnes vom Naturkundemuseum in London dürfte somit eine lange Debatte unter Paläontologen vorerst beendet haben. In ihrer Studie analysierten die Wissenschaftler das Protein Kollagen, das sie zuvor aus den Knochen von Fossilien gewonnen hatten. An der Arbeit, die nun im britischen Fachjournal «Nature» erscheint, waren auch Forscher des Max-Planck-Instituts (MPI) für evolutionäre Anthropologie in Leipzig und der Universität Mainz beteiligt.
Heutige Tiere sind junge Einwanderer
Südamerikanische Huftiere bildeten ab dem Paläozän, also vor etwa 60 Millionen Jahren, eine riesige, sehr vielfältige Gruppe heute ausgestorbener Säugetiere. Sie lebten isoliert in Südamerika. «Die heutige Säugetierwelt Südamerikas hat mit der früheren stammesgeschichtlichen Entwicklung auf diesem Kontinent ganz wenig zu tun», sagte Prof. Thomas Martin von der Universität Bonn. «Vikunjas oder Lamas, die man heute als die dortigen Charaktertiere ansieht, sind ganz junge Einwanderer. Mehrere Millionen Jahre war die Fauna von den Notoungulaten dominiert.»
Notoungulaten sind eine der fünf Untergruppen der Südamerikanischen Huftiere. Dazu zählt zum Beispiel der Toxodon, der vermutlich bis zu zwei Tonnen wog. Zur Untergruppe der Litopterna gehören kamelartige Säuger wie die Macrauchenia. Bereits Charles Darwin hatte in Südamerika Knochen der Macrauchenia und des Toxodon gefunden - letzteren zählte er zu den «seltsamsten jemals entdeckten Tieren».
Verschwinden nicht restlos geklärt
Weshalb die Südamerikanischen Huftiere vor einigen Millionen Jahren ausstarben, sei bis heute nicht vollkommen geklärt, sagte der Paläontologe Martin. Genauso unklar und umstritten war lange Zeit die Frage, ob die Südamerikanischen Huftiere Toxodon und Macrauchenia eher mit heutigen Unpaarhufern wie Pferden und Nashörnern verwandt sind oder doch mit den Afrotheria, zu denen etwa Elefanten gehören.
Weder morphologische Untersuchungen noch Studien mit Erbgut waren hierbei erfolgreich. Das Problem: «Bei allen älteren Fossilien ist die genetische Information durch die natürliche radioaktive Hintergrundstrahlung zerstört», erläuterte Martin.
Kollagen beweist Verwandtschaft mit Unpaarhufern
Das Team um Barnes untersuchte daher nun Kollagen aus 48 Knochenproben von Toxodon und Macrauchenia. Kollagen ist ein Struktureiweiss, das in unterschiedlichen Geweben des Körpers wie Knochen oder Bindegewebe vorkommt. «Kollagen ist für uns besonders interessant, weil es viel langsamer als DNA und als andere Eiweisse zerfällt», erklärte Mitautor Frido Welker vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie.
Durch die Analyse des Kollagens der Urtiere und den Vergleich seiner Proteinstruktur mit dem Kollagen heutiger Säuger konnten die Forscher beweisen, dass Toxodon und Macrauchenia mit heutigen Unpaarhufern eng verwandt sind. Dazu zählen Pferde und Nashörner. Die Analyse von Proteinen wie Kollagen in der Paläontologie sei keine Neuheit, so der MPI-Forscher Welker. «Wir haben die Untersuchungsmethoden jedoch so verbessert, dass wir 90 Prozent der Sequenz des Kollagens analysieren konnten.»
In Zukunft wollen die Paläontologen auch andere Knochen-Eiweisse für ihre Untersuchungen heranziehen. «Ausserdem wollen wir versuchen, noch ältere Proben mit Hilfe fossiler Proteine zu analysieren», sagte Welker.
