Aufstieg und Fall der Elefanten

(02.07.2021) Erdgeschichtliche Ereignisse wie Eiszeiten oder das Verschieben von Kontinentalplatten sind hauptverantwortlich für den evolutionären Erfolg von Rüsseltieren, aber auch für deren Niedergang.

Dies ist die wichtigste Schlussfolgerung einer in dieser Woche in Nature Ecology & Evolution veröffentlichten Studie eines internationalen Forschungsteams aus Spanien, Finnland, Großbritannien, Deutschland und Argentinien unter Beteiligung des Museums für Naturkunde Berlin.

Museum für Naturkunde Anhand von Fossilienfunden wissen wir, dass die allermeisten Arten, die einst die Erde bewohnten, ausgestorben sind. Zum Beispiel leben heute rund 5.500 Säugetierarten auf dem Planeten, aber fossil kennen wir mindestens 160.000. Auf jede heute lebende Säugetierart kommen daher wenigstens 30 ausgestorbene.

Wir wissen daher mit großer Gewissheit, dass die Abstammungslinien von Lebewesen entlang immenser Zeitskalen kommen und gehen. Welche Faktoren diese Abstammungslinien aber entstehen und verschwinden lassen, ist immer noch eine ungelöste Frage.

Um dieses Problem näher zu untersuchen, konzentrierte sich das Forschungsteam auf eine charismatische Gruppe: die Rüsseltiere, zu denen die heutigen Elefanten, aber auch die ausgestorbenen Mammuts, Mastodons und Dinotherien gehören. Die Geschichte der Rüsseltiere ist von Glanz und Niedergang geprägt. Obwohl es heute nur noch drei Elefantenarten in Asien und Afrika gibt, kennen wir fossil mehr als 180 Arten dieser Tiere, welche auch Europa, Südamerika und Nordamerika bewohnten.

„In der Vergangenheit lebten mehr als 30 Arten dieser Riesen gleichzeitig auf dem Planeten, und viele Ökosysteme waren so produktiv und ökologisch komplex, dass es nicht ungewöhnlich war, dass drei oder mehr Arten von Rüsseltieren im selben Ökosystem zusammenlebten “, erklärt Juan López Cantalapiedra, Forscher an der Universität Alcalá in Spanien und Hauptautor der neuen Studie.

Wie die Forschenden zeigen konnten, waren Rüsseltiere jedoch nicht immer so vielfältig. In den ersten 30 Millionen Jahren ihrer Geschichte war die Gruppe auf Afrika und Arabien beschränkt, welche zusammen einen isolierten Kontinent bildeten, der nicht wie heute mit Asien verbunden war.

Bis dahin verlief die Evolution dieser Tiere recht langsam, und die wenigen existierenden Arten waren ökologisch ziemlich ähnlich. Aber vor etwa 22 Millionen Jahren verband sich Afro-Arabien mit Eurasien und die Rüsseltiere verbreiteten sich über die ganze Welt. Die neuen Herausforderungen, mit denen sich die außerhalb Afro-Arabiens verstreuten Linien konfrontiert sahen, führten dazu, dass sich die Ökologie der Gruppe vervielfachte.

Es entstanden Arten mit unterschiedlichen, höchst vielfältigen Zahnformen, einschließlich seltsamer, schaufelförmiger Stoßzähne.

„Diese ökologische Vielfalt verringerte die Konkurrenz zwischen den Arten und ermöglichte mehreren von ihnen, gleichzeitig im selben Ökosystem zusammenzuleben“, betont Fernando Blanco, Forscher am Museum für Naturkunde Berlin. Damit begann das goldene Zeitalter der Rüsseltiere. „Wenn die Verbindung zwischen Afro-Arabien und Eurasien nicht oder zu einem anderen Zeitpunkt stattgefunden hätte, wäre die Evolutionsgeschichte der Rüsseltiere radikal anders verlaufen“, fügt Blanco hinzu.

Die neue Studie enthüllte auch jene Faktoren, welche den endgültigen Niedergang der Gruppe bestimmten. Vor 7 Millionen Jahren breiteten sich moderne Savannen-Ökosysteme auf allen Kontinenten aus, und aufgrund dieser Veränderung verschwanden viele an das Leben in bewaldeten Gebieten angepassten Rüsseltiere.

Gleichzeitig erschienen aber auch neue Formen, welche in der Lage waren, sich von weniger nahrhaftem Pflanzenmaterial wie Holz und vor allem Gras zu ernähren, wie es für Savannen typisch ist. Die heutigen Elefanten gehören zu diesen evolutionären Neuankömmlingen.

Vor etwa 3 Millionen Jahren änderten sich die Spielregeln mit dem Beginn der Eiszeiten erneut. In Eurasien und Afrika verfünffachte sich das Aussterben. Aber wie die Forschenden zeigen konnten, stieg die Aussterberate vor 160.000 bzw. 75.000 Jahren in Eurasien und Amerika noch weiter an. Waren die Menschen für dieses Debakel verantwortlich?

„Zu diesem Zeitpunkt hatte es der Homo sapiens noch nicht auf diese Kontinente geschafft“, erklärt Cantalapiedra. Die Analysen zeigten, dass die verschiedenen Aussterbephasen mit dem Rückgang und den schnellen Schwankungen der globalen Temperaturen als Folge der Eiszeiten verbunden waren. "Der Einfluss unserer Vorfahren hat wahrscheinlich etwas später zum Aussterben der wenigen überlebenden Arten, wie z.B. dem Wollhaarmammut, beigetragen."

Publikation

Cantalapiedra JL, Sanisidro O, Zhang H, Alberdi MT, Prado JL, Blanco F, Saarinen J (2021) The rise and fall of proboscidean ecological diversity. Nature Ecology & Evolution


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