Forscher füllen ein entscheidendes Puzzlestück in der Evolution der Wirbeltiere und ihrer Entstehung an Land

Forscher untersuchen, analysieren und datieren ein scheinbar unscheinbares Fossil, das 1984 in Ostschottland (Kirkton Quarry in West Lothian) ausgegraben wurde, neu. Das fossile Exemplar von Westlothiana lizziae aus Kirkton wurde zusammen mit ähnlichen Fossilien von Stamm-Tetrapoden, die in Gebieten auf der ganzen Welt gefunden wurden, auf etwa 331 Millionen Jahre zurückdatiert. Forscher um Hector Garza (von der University of Texas in Austin) schlagen nun jedoch vor, dass diese Stamm-Tetrapoden auf 346 Millionen Jahre zurückgehen. Damit fallen die Fossilien in eine bedeutende Periode der Erdgeschichte, die Romer'sche Lücke.

Stieltetrapoden

Das Verständnis der Entstehung und der Merkmale der Stamm-Tetrapoden ist von entscheidender Bedeutung für das Verständnis der Evolution der terrestrischen Wirbeltiere mit vier Gliedmaßen, zu denen Vögel, Amphibien, Reptilien und Säugetiere wie der Mensch gehören. Stamm-Tetrapoden können als Übergangsformen beschrieben werden, die Merkmale ihrer einstigen aquatischen Lebensweise zusammen mit dem verräterischen viergliedrigen Körperbau der heute lebenden Tetrapoden aufweisen.

Vor den Stamm-Tetrapoden gab es erstaunliche "Fischapoden " wie Tiktaalik Roseae, die vor 363 Millionen Jahren die Gewässer der Erde durchstreiften. Tiktaalik ist ein Wort aus der Inuktitut-Sprache der Inuit und bedeutet "großer Süßwasserfisch". Diese Kreatur und ihre bekannten fossilen Überreste sind die frühesten Formen, die Tetrapodenmerkmale aufweisen.

Wo befindet sich Westlothiana lizziae also in der geologischen Zeit? Nun, ein wenig nach Tiktaalik, mit dem neu revidierten Alter von 346 Millionen Jahren, und damit in der Romer's Gap.

Romer's Gap

Die Romer's Gap ist eine rätselhafte 15 Millionen Jahre lange Lücke im Fossilbericht, die die Übergangszeit der Wirbeltierentwicklung vor 360 bis 345 Millionen Jahren während des frühen Karbon betrifft. Diese Lücke, die kurz nach den ersten Landgängen der Wirbeltiere auftritt, verdeckt eine wichtige Phase ihrer Evolution, in der entscheidende strukturelle Veränderungen im Körperbau zu wichtigen Anpassungen wie Gliedmaßen und Lungen führten. Die Lücke, die den Namen des Paläontologen Alfred Romer trägt, ist höchstwahrscheinlich auf die unzureichende Erhaltung der Fossilien oder die geringe Erforschung des Gesteins in dieser Zeit zurückzuführen. Neue Funde haben jedoch begonnen, die Lücken zu schließen, was darauf hindeutet, dass die frühen Landtiere möglicherweise vielfältiger und verbreiteter waren als bisher angenommen.

Die größte Herausforderung für die Forscher war die genaue radiometrische Datierung des Basaltgesteins, in dem die Fossilien eingeschlossen sind, mit Uran-Blei. Gehärtetes Basaltgestein, das einst aus alten Lavaströmen stammte, enthält normalerweise kein Zirkon (ein Mineral , das Thorium und Uran enthält, Elemente, die radioaktiv zerfallen). Die Uran-Blei-Datierung nutzt den Zerfall von Uran-238 und Uran-235 in Blei-Isotope, um genaue Altersangaben für fossile Proben zu erhalten , die Millionen oder Milliarden von Jahren alt sind.

Glücklicherweise konnten Garza und sein engagiertes Team in 11 Proben Zirkonkristalle nachweisen, die wahrscheinlich in das Gestein eingearbeitet wurden, als die alte Lava erstarrte und den Vulkanhang hinunterfloss, wobei sie auf ihrem Weg Trümmer mitriss. Das genauere, revidierte Alter der Fossilien hat einige Lücken im Romer's Gap gefüllt und neue Einblicke in den Verlauf der Evolution der Wirbeltiere ermöglicht.

Quellenhinweis:

New U-Pb constraints and geochemistry of the East Kirkton Quarry, Scotland: Implications for early tetrapod evolution in the Carboniferous. PLOS One. April, 2025. Garza, HK.; Catlos, EJ.; Lapen, TJ.; Clarke, JA., and Brookfield, ME.

Description and Romer's Gap

Neil Shubin Lab, Tiktaalik Roseae