Triassische Taucher Schwere Knochen zeigen Lebensweise prähistorischer Amphibien

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Mit 3 m Länge und einem Gewicht von über 400 kg war Metoposaurus eine gewaltige prähistorische Amphibie. Wie sie wirklich lebte, lässt sich heute nur vermuten. Doch mithilfe von Knochenanalysen haben Forscher ein wichtiges Detail über die potenzielle Lebensweise der seit 200 Millionen Jahren ausgestorbenen Tiere abgeschätzt.

Bonn und Opole/Polen – Vor 225 bis 215 Millionen Jahren lebte in Überschwemmungsgebieten im Südwesten Polens eine große Amphibienart: Metoposaurus krasiejowensis. In den frühen 1900er Jahren spekulierte der deutsche Paläontologe Eberhard Fraas erstmals, dass die amphibischen Metoposauriden als Bodenbewohner im flachen Süßwasser-Ökosystemen lebten. Seine Annahme beruhte auf den großen Schulterknochen dieser Tiere, die ihnen das Absinken erleichterten. Eine ähnliche Strategie wird von modernen Seekühen angewandt. Sie nutzen das Gewicht ihrer Brustknochen, um in ihrem flachen Küstenlebensraum unterzutauchen und unter Wasser Seegras abzufressen.

„Einige Forschende sind der Meinung, dass die heutigen Frösche, Kröten und Salamander Nachfahren dieser Temnospondyli sein könnten“, sagt Sudipta Kalita, wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Paläontologie am Institut für Geowissenschaften der Universität Bonn. In einer Studie untersuchte er mit Kollegen aus Bonn und dem polnischen Opole die Knochen dieser ausgestorbenen Amphibien, um die Theorien von Fraas zu überprüfen Rückschlüsse auf die Lebensweise der Metoposauriden zu ziehen.

Schwere Knochen als „Bleigurt“ fürs Tauchen

Allein die Knochengröße als Indiz für eine bodennahe Lebensweise auf demGrund von Gewässern zu nehmen, ist nicht ausreichend, wie Amphibien-Expertin Dr. Dorota Konietzko-Meier aus der Paläontologischen Abteilung des Instituts für Geowissenschaften der Universität Bonn erklärt: „Ein großer Knochen muss nicht unbedingt schwer sein. Die Dichte des Knochens ist deshalb entscheidend für das Verständnis einer solchen Anpassung.“ Wie Bleigewichte beim Tauchen erleichtern schwere Knochen das Abtauchen. Ansonsten müsste mit viel Muskelenergie durch Paddelbewegungen der Auftrieb kompensiert werden.

Um die Fraas-Vermutung von schweren Schulterknochen zu überprüfen, untersuchten die Forscher des Instituts für Geowissenschaften der Universität Bonn erstmals die Innenstruktur der Knochen. Damit wollten sie herausfinden, ob dort tatsächlich viel Knochenmasse vorhanden war. Zwei Fragen standen im Vordergrund: Trugen die Schulterknochen von Metoposaurus dazu bei, dass er eine bodenbewohnende Lebensweise führte? Und besetzten junge und alte Metoposaurier unterschiedliche Nischen in verschiedenen Wassertiefen?

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Mikroskopie von Knochenschnitten zeigt die Knochendichte

Um diese Hypothesen zu überprüfen, schnitten die Forscher die beiden riesigen Elemente des Schultergürtels auf: das Schlüsselbein und das Zwischenschlüsselbein – ein Knochen, der sich zwischen den paarigen Schlüsselbeinen befindet. Aus diesen Knochen entnahmen sie sehr dünne Schnitte und untersuchten diese unter einem Mikroskop. Anschließend wurden diese Schnitte gescannt und in Schwarz-Weiß-Bilder umgewandelt. Anhand dieser Daten berechnete eine Pixelzähl-Software die prozentuale Kompaktheit.

Wenn ein Knochen an Größe zunimmt, werden auch die Poren im Inneren größer und gleichen somit das zusätzliche Gewicht aus. Außerdem sorgen die Poren dafür, die Knochen mit Blut und Sauerstoff zu versorgen. Die Wissenschaftler stellten jedoch fest, dass das Zwischenschlüsselbein von Metoposaurus krasiejowensis auch bei den größten Exemplaren noch viel Knochen enthielt. „Dies deutet darauf hin, dass die Kompaktheit des Knochens an einigen Stellen innerhalb des Zwischenschlüsselbeins eine auffällige Ähnlichkeit mit der Kompaktheit der Brustknochen moderner Seekühe aufweist“, berichtet Studienerstautor Kalita. Also so, wie es Fraas bereits im frühen 20. Jahrhundert vermutete. Im Gegensatz zu Metoposaurus wurde eine solche Kompaktheit der Knochen bei dem größeren Cyclotosaurus – einer anderen Temnospondyli-Art – nicht beobachtet.

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Die Ergebnisse interpretierten die Forscher dahingehend, dass das Zwischenschlüsselbein beim Absinken half und es Metoposaurus ermöglichte, eine bodenbewohnende Lebensweise in einem Wasser-Ökosystem zu führen. „Diese Interpretation untermauert die Vermutung von Fraas und späteren Paläontologen, die Metoposaurus als bodenbewohnendes Raubtier aus dem Hinterhalt beschrieben“, sagt Amphibien-Expertin Konietzko-Meier.

In Anbetracht des schweren Zwischenschlüsselbeins, gehen die Forscher davon aus, dass dieses Tier nur auftauchte, um Luft zu schnappen. Anschließend sank es langsam in die Tiefe, um auf Beute zu warten. Im Gegensatz zum Metoposaurus lebte der noch größere Cyclotosaurus möglicherweise näher an der Wasseroberfläche wie moderne Krokodile und Alligatoren. „Außerdem lebten junge und alte Metoposaurier nicht in unterschiedlichen Tiefen der Gewässer, sondern im selben Unterwasser-Ökosystem am Grund“, sagt Elżbieta M. Teschner von der Universität Opole.

Originalpublikation: Kalita, S., Teschner, E.M., Sander, P.M. & Konietzko-Meier, D.: To be or not to be heavier: the role of dermal bones in the buoyancy of the Late Triassic temnospondyl amphibian Metoposaurus krasiejowensis, Journal of Anatomy, DOI: 10.1111/joa.13755

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