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Seit fast zwei Jahrhunderten versuchen Wissenschaftler, ein bleibendes Rätsel um ein riesiges tausendfüßlerähnliches Tier namens Arthropleura zu lösen, das vor mehr als 300 Millionen Jahren seine vielen Beine nutzte, um die Erde zu durchstreifen.
Jetzt haben zwei gut erhaltene Fossilien der in Frankreich entdeckten Kreatur endlich enthüllt, wie der Kopf von Arthropleura aussah, und Einblicke in die Lebensweise des Riesenarthropoden gewährt.
Heutzutage sind Arthropoden eine Gruppe, zu der Insekten, Krebstiere, Spinnentiere wie Spinnen und ihre Verwandten gehören – und der inzwischen ausgestorbene Arthropleura ist nach wie vor der größte bekannte Arthropod, der jemals auf dem Planeten gelebt hat.
Britische Wissenschaftler entdeckten erstmals 1854 Arthropleura-Fossilien, wobei einige erwachsene Exemplare eine Länge von 8,5 Fuß (2,6 Meter) erreichten. Aber keines der Fossilien enthielt Köpfe, was den Forschern helfen würde, wichtige Details über das Lebewesen zu bestimmen, etwa ob es sich um ein Tausendfüßler-ähnliches Raubtier handelte oder um ein Tier, das sich wie Tausendfüßler einfach von zersetzendem organischem Material ernährte.
Auf der Suche nach dem ersten vollständigen Kopf analysierten Forscher Arthropleura-Fossilien zweier jugendlicher Individuen, die in den 1970er Jahren in Frankreich entdeckt wurden. Die Ergebnisse wurden am 9. Oktober in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.
Arthropleuras seltsame Geschichte nahm eine neue Wendung, als das Studienteam die Fossilien scannte, die immer noch im Stein eingeschlossen sind.
Der Kopf jedes Tieres weist Merkmale auf, die sowohl zu Tausendfüßlern als auch zu Hundertfüßern gehören, was darauf hindeutet, dass die beiden Arten von Arthropoden enger miteinander verwandt sind als bisher angenommen, so die Autoren der Studie.
„Durch die Kombination der besten verfügbaren Daten aus Hunderten von Genen lebender Arten in dieser Studie mit den physikalischen Merkmalen, die es uns ermöglichen, Fossilien wie Arthropleura auf Evolutionsbäumen zu platzieren, konnten wir die Quadratur des Kreises schaffen.“ Hundertfüßer und Tausendfüßler sind tatsächlich die engsten Verwandten des anderen“, sagte der Co-Autor der Studie und Paläontologe Dr. Greg Edgecombe, Experte für antike Wirbellose am History Museum of London, in einer Pressemitteilung.
Die Zeit der Giganten
Anhand von Fossilien und Spuren, die Arthropleura hinterlassen hat, haben Wissenschaftler festgestellt, dass dieses riesige Insekt vor 290 bis 346 Millionen Jahren im heutigen Nordamerika und Europa lebte – und dass er nur einer von vielen Riesen war, die den Planeten durchstreiften.
Eine Fülle von Luftsauerstoff führte dazu, dass Lebewesen wie Skorpione und inzwischen ausgestorbene libellenähnliche Insekten, sogenannte Greifen, enorme Größen erreichten, die ihre modernen Artgenossen in den Schatten stellen, sagten die Autoren der Studie. Aber Arthropleura stachen immer noch heraus und erreichten etwa die gleiche Länge wie moderne Alligatoren, sagte der Hauptautor der Studie, Mickaël Lheureux.
Lhéir setzt seine Doktorarbeit über antike Myriapoden fort, eine Gruppe von Arthropoden, zu denen Tausendfüßler und Tausendfüßler gehören, an der Universität Claude Bernard Lyon 1 in Frankreich, um zu verstehen, wie sich Arthropoden vor Millionen von Jahren an das Leben an Land angepasst haben.
Nachdem die Tiere starben und im Laufe der Zeit in Sedimentschichten begraben wurden, wurden einige von ihnen in einem Mineral namens Siderit begraben, das sich verfestigte und um die Überreste herum ein Knötchen bildete. Die Einfassung in Stein trug dazu bei, selbst die empfindlichsten Aspekte der versteinerten Kreaturen zu bewahren.
Solche Knötchen wurden erstmals in den 1970er Jahren in einem Kohlebergwerk in Montceau-les-Mines, Frankreich, entdeckt und später in französische Museumssammlungen überführt.
„Traditionell öffneten wir die Knötchen und machten Abdrücke der Proben“, sagte Edgecombe. „Heutzutage können wir sie mit Scans untersuchen. Wir verwendeten eine Kombination aus Mikro-CT (Mikrocomputertomographie) und Synchrotron-Bildgebung, um die Arthropleura im Inneren zu untersuchen und die feinsten Details ihrer Anatomie zu enthüllen.
Ein faszinierender Arthropoden-Vorfahre
3D-Scans enthüllten zwei nahezu vollständige Exemplare von Arthropleura, die vor 300 Millionen Jahren lebten. Beide versteinerten Insekten hatten noch die meisten Beine, und eines hatte einen vollständigen Kopf, einschließlich Fühlern, Augen, Mandibeln und seinem Fressapparat – der erste Arthropleura-Kopf, der jemals dokumentiert wurde, ein erklärter „The Heir“.
Das Team war überrascht, als es feststellte, dass Arthrorpleura Körpermerkmale moderner Tausendfüßler aufwies, wie etwa zwei Beinpaare pro Körpersegment, sowie Kopfmerkmale früher Tausendfüßler, etwa die Positionierung seiner Mandibeln und die Form seines Nahrungsapparats . Die Kreatur hatte auch gestielte Augen, wie Krebstiere, erklärte Lheritier.
Die Entdeckung hilft Forschern nicht nur, besser zu verstehen, wie Arthropleura aussah, sondern stellt auch eine engere evolutionäre Verbindung zwischen Tausendfüßlern und modernen Tausendfüßlern her.
Früher gingen Wissenschaftler davon aus, dass die beiden Arthropoden eine weiter entfernte Verwandtschaft hätten, doch in den letzten Jahren haben genetische Studien gezeigt, dass Hundertfüßer und Tausendfüßler enger miteinander verwandt sind.
„Dieses neue Szenario wurde (kritisiert) mit der Begründung, dass es kein „fossiles“ oder anatomisches Argument zur Verteidigung dieser Gruppe gebe, aber unsere neuen Entdeckungen über Arthropleure, die die Merkmale der beiden Gruppen kombinieren, tendieren dazu, dieses neue Szenario zu bestätigen“, schrieb L ‘hériir in einer Pressemitteilung. E-Mail.
Forscher gehen davon aus, dass die beiden Arthropleura-Fossilien zu Jungtieren gehörten, da sie nur eine Länge von 25 Millimetern und 40 Millimetern erreichen.
Studien an Arthropleura-Exemplaren haben gezeigt, dass die Anzahl der Körpersegmente bei Tieren variiert, wie zum Beispiel bei den meisten Tausendfüßlern, die Körpersegmente hinzufügen, bis sie ein festgelegtes Maximum erreichen. Laut den Autoren der Studie sind bei Tausendfüßlern jedoch alle Körpersegmente bereits bei der Geburt vorhanden.
Dieser Befund legt nahe, dass Arthropleura seinen Höhepunkt der Segmentierung im Erwachsenenalter und nicht bei der Geburt erreichte. Die Forscher sind jedoch gespannt, ob sie echte Jungtiere oder eine bisher unbekannte kleinere Art gefunden haben und wie schnell ein solches Tier im Laufe der Zeit wächst.
„An anderer Stelle in Montceau-les-Mines gefundene Spuren deuten darauf hin, dass diese Arthropleuren wahrscheinlich höchstens etwa 40 Zentimeter (1,3 Fuß) lang waren“, sagte Edgecombe. „Obwohl es keine Beweise dafür gibt, dass sie nicht größer sein könnten, haben wir derzeit keine Beweise dafür.“
Was Arthropleura aß und andere Geheimnisse
Nachdem Forscher nun einen vollständigen Arthropleura-Kopf entdeckt haben, hoffen sie, dass die Entdeckung ihnen dabei helfen kann, weitere Rätsel über das Riesentier zu lösen, einschließlich dessen, was es aß und wie es atmete. Es wird jedoch notwendig sein, andere Fossilien zu finden, die andere Aspekte des Körpers des Arthropoden bewahren, insbesondere den Kopf eines Erwachsenen.
„Obwohl der genaue Darminhalt noch nicht entdeckt wurde, tragen andere Details dieser Fossilien zur Debatte über die Ernährung von Arthropleura bei“, sagte Edgecombe. „Sie haben keine Reißzähne oder giftigen (speziellen) Beine zum Beutefang, was darauf hindeutet, dass es sich wahrscheinlich nicht um ein Raubtier handelte. Da seine Beine besser an langsame Bewegungen angepasst sind, ähnelten sie wahrscheinlich eher den heute lebenden müllfressenden Tausendfüßlern.
Lhéir, der eine andere Gruppe alter Myriapoden untersucht, die möglicherweise amphibisch waren, sagte, er sei neugierig auf Arthropleuras Stielaugen.
„Heutzutage sind gestielte Augen ein typisches Merkmal aquatischer Arthropoden wie Krabben oder Garnelen“, sagte er. „Könnte das bedeuten, dass Arthropleura amphibisch gewesen sein könnte? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir das Atmungssystem von Arthropleura finden. Das Auffinden dieser Organe kann uns helfen, die Verbindung von Arthropleura zum Wasser zu verstehen. Kiemen wie Krebstiere würden eine aquatische/amphibische Lebensweise bedeuten, während Luftröhren (wie Insekten oder andere Myriapoden) oder Lungen (wie Spinnen) eine terrestrische Lebensweise bedeuten würden.
Aber die Entdeckung, wie Arthropleuras Kopf aussieht, löst ein zentrales Rätsel, sagte James C. Lamsdell, außerordentlicher Professor für Geologie an der West Virginia University, in einem verwandten Artikel in Science Advances. Lamsdell war an der neuen Studie nicht beteiligt.
„(Diese) bemerkenswerten Entdeckungen, die auf zwei fast vollständigen Jungtieren basieren, bieten eine neue Sicht auf diesen rätselhaften Arthropoden“, schrieb Lamsdell.
„Die aufregendste Entdeckung stammt aus den Köpfen der Exemplare, die ein Mosaik aus Tausendfüßler- und Tausendfüßlermerkmalen aufweisen.“ … Während das Rätsel um die Verwandtschaftsverhältnisse des größten bekannten Arthropoden gelöst ist, kann endlich mit der Rekonstruktion der Lebensgeschichte dieses außergewöhnlichen Lebewesens begonnen werden.
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