Ursprung der Säugetiere Einzigartige Einblicke in neue prähistorische Säugetierart

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Als die Ära der Riesenechsen zu Ende ging, waren es vor allem die kleinen Spezies, die überlebten. Darunter auch die Cynodontia – die Urahnen heutiger Säugetiere. Forscher der TU München haben nun ein Fossil mit Neutronenstrahlen durchleuchtet und eine neue Art dieser Spezies identifiziert. Dies liefert tiefere Einblicke in die Evolution der Säugetiere.

München, Godoy Cruz/Argentinien – Eine lange Schnauze, der Kiefer massiv und bestückt mit scharfen Zähnen. Ein solches Antlitz gehörte zu einer neu entdeckten prähistorischen Tierspezies namens Tessellatia bonapartei. Sie war Teil der Gruppe der Cynodontia, wörtlich übersetzt „Hundezähner“, aus denen die Säugetiere hervorgingen.

Argentinische Forscher fanden die Fossilien der etwa mausgroßen Cynodontia-Art im wüstenähnlichen Nationalpark Talampaya im Westen von Argentinien. „Die Knochen waren sehr fragil und konnten deshalb nicht vom umgebenden Gestein getrennt werden ohne sie zu zerstören“, erklärt Dr. Aureliano Tartaglione von der Forschungs-Neutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz der Technischen Universität München (TUM). Er hat gemeinsam mit Dr. Leandro Gaetano vom Conicet (Nationaler Rat für wissenschaftliche und technologische Forschung in Argentinien) den Fund untersucht und die vor über 220 Millionen Jahren ausgestorbene Tierart identifiziert.

Mit der passenden Strahlung zum 3D-Bild des Fossils

Die Forscher begannen mit einer Röntgenuntersuchung, um sich ein Bild von den Knochen zu machen. Wegen des hohen Eisengehalts der versteinerten Erde waren die fossilen Knochen auf den Röntgenbildern jedoch kaum von der umgebenden Erde zu unterscheiden. Für Neutronen dagegen stellt Eisen kein großes Hindernis dar. Daher nutzten die Wissenschaftler die Methode der Neutronen-Tomografie an der Anlage RA-6 in der Comisión Nacional de Energía Atómica in Argentinien.

Die so genannten thermischen Neutronen des RA-6 lieferten vielversprechende Ergebnisse, allerdings mit niedriger räumlicher Auflösung. Daher setzten die Forscher die Untersuchungen am Instrument Antares der Forschungs-Neutronenquelle in Garching fort. „Hier haben wir mit kalten Neutronen mit einer größeren Wellenlänge einen viel besseren Kontrast, und außerdem bietet Antares eine höhere räumliche Auflösung“, erklärt Studienleiter Tartaglione.

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Hinweise auf Schnurrhaare gefunden

Erst dank der guten Auflösung am Antares stellten die Paläontologen fest, dass die ausgegrabenen Knochen zu einer bisher unbekannten Art gehörten. „Das war eine große Überraschung für uns“, sagt Tartaglione. „Denn in dieser Periode der Trias, dem Norium, gibt es weltweit nur sehr wenige Funde von Vertretern der Cynodontia.“ Die neu entdeckte Art Tessellatia bonapartei wurde nach dem führenden argentinischen Wissenschaftler Dr. José F. Bonaparte benannt.

Bei Tessellatia bonapartei fanden die Wissenschaftler Eigenschaften, die es bei anderen Funden nicht gab. Überraschende Merkmale der neuen Cynodontia-Art waren die stark unterschiedliche Anzahl von Zähnen in Ober- und Unterkiefer sowie der sehr massive Unterkiefer, der im Gegensatz zu allen bisherigen Beobachtungen bei Cynodontia einen Zwischenraum seitlich der Zahnreihen aufweist. Außerdem wies der Fund eine weitere Besonderheit auf: einen hohlen Kanal im Oberkiefer. Durch diesen Kanal verliefen zu Lebzeiten des Tiers Nerven. Das lässt darauf schließen, dass Tessellatia bonapartei, wie viele der heutigen Säugetiere, Schnurrhaare besaß.

Ein Puzzlestück zum Ursprung der Säugetiere

Den Stammbaum der Cynodontia haben die Forscher nun um die neue Art ergänzt. Mit dem neuen Wissen können sie die Evolution von Säugetieren besser nachvollziehen, indem sie die Entwicklungsschritte, wie die Entwicklung der Schnurrhaare, im Stammbaum nachzeichnen und mit den anderen abzweigenden Arten vergleichen. Die Ergebnisse bestätigen auch die Annahme, dass Säugetiere aus dem heutigen Süden Brasiliens stammen. Der Fund liefert damit ein wichtiges Puzzlestück in der Forschung nach dem Ursprung der Säugetiere.

Originalpublikation:

L.C. Gaetano, F. Abdala, F.D. Seoane, A. Tartaglione, M. Schulz, A. Otero, J. M. Leardi, C. Apaldetti, V. Krapovickas, E. Steimbach A new cynodont from the Upper Triassic Los Colorados Formation (Argentina, South America) reveals a novel paleobiogeographic context for mammalian ancestors. Sci Rep 12, 6451 (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-10486-4

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