Wie alles begann

Es sind nicht nur die Tiere in ihren Gehegen und die Nähe zu ihnen, die mich faszinieren, es ist auch die Erkenntnis wie unglaublich vielfältig die Natur ist. Tausende Arten von Pflanzen und Tieren, die sich in ihrer langen Evolution den jeweiligen Lebensräumen perfekt angepasst haben und in einem ökologischen Gleichgewicht zueinanderstehen, dessen Vollkommenheit einem schier den Atem raubt. Und natürlich stellt man sich die Frage: wie hat sich das alles entwickelt?

In den beiden Beiträgen zum Thema „System im Tierreich“ bin ich bereits auf die Einteilung aller Lebewesen in bestimmte Kategorien eingegangen. Säugetiere werden wie folgt eingeteilt:

Stamm	Chordatiere
Unterstamm	Wirbeltiere
Reihe	Tetrapoden	Wirbeltiere mit 4 Gliedmaßen -Landwirbeltiere
ohne Rang	Amnioten	Können sich außerhalb von Gewässern fortpflanzen
ohne Rang	Synapsiden	Merkmal ist ein einzelnes Schädelfenster in der hinteren Schädelseitenwand
Klasse	Säugetiere	Neugeborene werden über Milchdrüsen ernährt

Welche Tiere gehören also nun in diese Klasse und wie definieren sie sich als Säugetiere. Die Systematik setzt sich wie folgt fort:

3 Unterklassen

Ursäuger, Beuteltiere, höhere Säugetiere oder Plazentatiere

z.B. Schnabeltier, z.B. Koala, Känguru   Embryo wird über die Plazenta im Mutterleib ernährt

Folgende Kennzeichen sind typisch für Säugetiere:

• Fell,
• Geruchs- und Gehörsinn (Gehörknöchelchen) ist hochentwickelt,
• Leistungsfähige Gehirne, schneller Verstand (Neokortex),
• lebendgebärend,
• Warmblütiger Stoffwechsel,
• Spezialisierte Zahnreihen,
• Milchdrüsen

Werfen wir zunächst einen Blick auf die drei oben beschriebenen Unterklassen der Säugetiere: Sie alle drei weisen Gemeinsamkeiten auf die sie unzweifelhaft zu Säugetieren machen. Kloakentiere werden heute nur noch durch zwei rezente Arten repräsentiert, die Schnabeltiere und den Ameisen- oder Schnabeligel. Beide Tiere legen Eier, während der Schnabeltier die Eier in einer Höhle bebrütet, haben die weiblichen Ameisenigel einen Brutbeutel in den die Eier gelangen. Beide ernähren die Schlüpflinge über ein Milchdrüsenfeld, da sie keine Zitzen haben.

Der Nachwuchs der Beuteltiere wird lebend geboren und gelangt über einen Geburtskanal und mit viel Kraftanstrengung in den Beutel bzw. an die Zitzen der Mutter, wo er sich fertig entwickelt.

Bei allen Gemeinsamkeiten mit den höheren Säugetieren, die die beiden Tiergruppen aufweisen und die sie letztendlich in der Klasse der Säugetiere vereint, fehlt ihnen ein wichtiges Detail – die Plazenta. Ein Wunderwerk der Natur, das die Plazentatiere in die Lage versetzt, den Embryo (ab der 9. Schwangerschaftswoche Fötus) im Mutterleib zu entwickeln und zu ernähren.

Das tierische Leben begann im Wasser, daher war der nächste Schritt den die Evolution ging, das Leben unabhängig vom Wasser zu ermöglichen. Dazu war nicht nur eine Änderung des Skeletts nötig. Die erste Gruppe der „Vierfüßler“ oder Tetrapoden waren Amphibien. Um von Gewässern unabhängig zu werden, war ein weiterer Schritt erforderlich. Die Fortpflanzung musste neue Wege gehen. So entwickelten sich Eier, die mit einer festen Schale, einer Membran (Schutz vor Austrocknung) und einem Dotter die Entwicklung des Nachwuchses außerhalb des Wassers ermöglichten. Diese ersten Landwirbeltiere werden Amnioten genannt. Schaut man sich die biologische Systematik an wird auffallen, dass heute als Landwirbeltiere (Vierfüßler) auch Amphibien, Reptilien (auch Schlangen), Vögel oder Robben und Wale als Tetrapoden eingeteilt werden. Es hat schlicht damit zu tun, dass einige Gruppen im Lauf der Evolution Gliedmaßen zurückgebildet haben (die Schwingen von Vögeln) oder sogar vom Land ins Wasser zurückkehrten. Aber zunächst waren im Zeitalter Devon die ersten Landgänger Amphibien und die Vorgänger der Reptilien.

Der nächste Schritt zum Säugetier konnte nun getan werden. Mit dem Landgang war es den Tieren möglich, neue Lebensräume zu erobern und neue Nahrungsressourcen zu erschließen. Wir sind nun in der Periode des Perms vor etwa 325 Mio. Jahren. Amnioten spalteten sich in zwei Linien auf. Einerseits in Synapsiden, die sich zu Säugetieren entwickelten, und Diapsiden, aus denen die heutigen Reptilien und Vögel hervorgingen. Es stellt sich die Frage, was war der entscheidende Clou, der eine so unterschiedliche Entwicklung begünstigte? Es war eigentlich eine Kleinigkeit, aber mit großer Tragweite. Ein einzelnes Schädelfenster in der hinteren Schädelseitenwand, während die Diapsiden deren zwei hatten. Vorteil von nur einem Schädelfenster war, dass Platz geschaffen wurde für eine größere Kiefermuskulatur, was wiederum zur Folge hatte, dass Gebiss und Gehirn zukünftig modifiziert werden konnten. Trotzdem waren die Synapsiden in ihrer Frühform Reptilien, die im Aussehen und vielleicht auch im Verhalten diesen sehr ähnlich waren. Eine dieser Frühformen waren die Pelycosaurier und einer ihrer wichtigen Vertreter Dimetrodon.

Dimetrodon brachte die Weiterentwicklung zum Säuger so richtig in Schwung. Er verfügte als Fleischfresser über zwei unterschiedlich geformte Zahnreihen, was als eine erste Stufe in der Entwicklung eines Säugetiergebisses gesehen wird. Nachfolger der Pelycosaurier waren vor etwa 275 Mio. Jahren Therapsiden. Sie entwickelten zahlreiche Neuerungen, die sie in die Lage versetzten, ihre Körpertemperatur zu regeln. Die Beine wanderten unter den Körper, was die Beweglichkeit enorm erhöhte. Weitere Modifikationen betrafen Gebiss und Schläfen. Diese Therapsiden waren immer noch keine Säugetiere, entwickelten aber einige deren typischen Kennzeichen. Etwa 400 Gattungen dieser Gruppe sind heute bekannt, die meisten starben mit dem Ende des Perms und Beginn der Trias aus. Verantwortlich dafür war das dritte große Massenaussterben zu dieser Zeit, verursacht von einem massiven Klimawandel. Man schätzt, dass 70-90% aller Tier- und Pflanzenarten dem Massensterben zum Opfer fielen. Eine Gruppe der Therapsiden überlebte und passte sich im Lauf der Trias an die neuen Lebensbedingungen perfekt an. Es waren die bereits vor 270 Mio. Jahren lebenden Cynodontier, die bis zum Erscheinen der Dinosaurier mit einer großen Artenvielfalt zur dominierenden Tiergruppe wurden. Aber auch sie waren keine echten Säugetiere. Sie hatten noch Reptilienkiefer, aber mit der Zeit entwickelten sich ein besonderes Kieferngelenk, das nicht nur für Bisskraft und Kautechnik, sondern auch für die Weiterentwicklung des Gehörs wichtig war. So wurde von Chinesischen Paläontologen ein Schädel gefunden der nur 12mm lang war, aber zum ersten Mal über die revolutionäre Neuerung des Gehörs verfügte. Kiefer und Mittelohr waren getrennt und die drei Ohrknöchelchen (Hammer Ambos u. Steigbügel nachweisbar. Das Tier erhielt den Namen Hadrocodium wui, es lebte vor ca. 195 Mio. Jahren.

Auf einem vergrößerten und stabilen Kiefergelenk konnte nun ein Gebiss entwickelt werden wie wir es heute kennen. Die wichtigste Neuerung waren die Backenzähne (Molaren), die mit ihren Höckern und der Passgenauigkeit von Ober– und Unterkiefer dafür sorgten, dass jede Art von Nahrung zerkleinert werden konnte. Haramiyiden und die sich wahrscheinlich daraus entwickelnden Multituberculata (235 bis 40 Mio. Jahre) und Docodontier (165 bis 70 Mio. Jahre) waren die ersten, die über diese modernen Gebisse verfügten. Aufgrund der großen Ähnlichkeit von Kiefer und Gebiss mit modernen Säugetieren, werden sie als Seitenzweig bzw. in eine Gruppe der Säugetierartigen gezählt. Allerdings wurden sie im Eozän bzw. zum Ende der Kreidezeit von den modernen Säugetieren verdrängt und starben aus.

Dass alle diese Tiere solch erstaunliche Entwicklungen machen konnten lag auch an einer evolutionären „Neuentwicklung“ bei den Pflanzen, denn ab dem Übergang von Oberjura (160 Mio Jahre) zur Unterkreide (140 Mio. Jahre) traten die Angiospermen (Bedecktsamer oder Blütenpflanzen) aus dem Schatten der bis dahin vorherrschenden Pflanzen (Nacktsamer = Kiefer, Farne etc.). Nun gab es schmackhafte und nährstoffreiche Früchte, Triebe, Blüten und andere Pflanzenteile. Als Folge davon erweiterte eine Vielzahl neuer Insekten zusätzlich das Nahrungsangebot.

Bild oben: eines meiner Lieblingssäugetiere – Max.
Die Bilder der 1. Galerie entstanden im Zoos Heidelberg u. Duisburg, Hessisches Landesmuseum Darmstadt, Naturkundemuseum Schloss Rosenheim Stuttgart. Die Bilder der 2. Galerie Senckenberg Museum Frankfurt, Staatliches Museum für Naturkunde Karlsruhe u. Museum am Löwentor Stuttgart.

Weiter geht’s mit dem Beitrag Säugetiere II