Reptilienhaut und Geselligkeit unter den frühen Säugetiervorfahren

(openPR) Was kam vor dem Haarkleid der Säugetiere? Dafür gab und gibt es kaum direkte Belege. In den etwa 290 Millionen Jahre alten Tambacher Sandsteinen der Bromacker Fossillagerstätte gibt es jedoch besonders detailliert erhaltene Fußspuren und Liegespuren mit Hautabdrücken, die im Rahmen des BROMACKER-Projektes des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (ehemals BMBF) neu untersucht wurden.
„Es zeigt sich immer wieder, dass bestimmte Merkmale und Eigenschaften heutiger Wirbeltiere, beispielsweise die Hautstruktur, Lebensweise oder das Sozialverhalten, im Verlauf der Evolutionsgeschichte früher auftraten, als man das zunächst annahm“, erklärt Prof. Jörg Fröbisch, Seniorautor der Studie. „Die Studie zeigt erneut die weltweit einzigartige Bedeutung der Fossillagerstätte am Bromacker und ihr enormes Potenzial für die zukünftige Forschung.“

Schuppen an Bauch, Beinen, Schwanz

Ist der Schlamm sehr feinkörnig und wasserhaltig, dann drücken sich die Füße und andere Körperteile mit sehr großer Detailgenauigkeit ab. Aus den Fundschichten des Tambacher Sandsteins sind unter anderem Hautfalten an den Zehen sowie verschiedene Schuppenformen an Ober- und Unterschenkeln, an der Unterseite des Schwanzes, im Hüftbereich und am Bauch zu erkennen, die sich oftmals zusammen in Form einer Liegespur-, Ruhe- oder Suhlspur erhalten haben. Die Reihung und Form der Schuppenabdrücke – mal rautenförmig, rechteckig, fünf- bis vieleckig, manchmal dachziegelartig überlappend – erinnert sehr stark an die Hornschuppen häutiger Reptilien.

Gemeinsames „Abhängen“

Manche dieser Spurenplatten – von denen eine große Anzahl heute im Magazin der Friedenstein Stiftung Gotha aufbewahrt werden – weisen mehrere Liegespuren nebeneinander auf. Einige zeigen parallel verlaufende Fährten; wahrscheinlich sind Tiere der gleichen Art nebeneinander hergelaufen. Wahrscheinlich haben die Spurenerzeuger – wie Dimetrodon teutonis – sich ähnlich wie heutige Echsen und Säugetiere in warmen und trockenen Klimaten in flachen Tümpeln und Pfützen gemeinsam gesuhlt, ausgeruht und abgekühlt. Aus solchen Zusammentreffen könnte später das komplexe Gruppenverhalten der Säugetiere hervorgegangen sein.

Publikation: Marchetti, L., Logghe, A., Buchwitz, M., and Fröbisch, J. 2025. Early Permian synapsid impressions illuminate the origin of epidermal scales and aggregation behaviour. Current Biology. doi: 10.1016/j.cub.2025.04.077 für den Artikel.

Weiterführende Informationen:

Woher stammen die Säugetiere ab?

Die Evolutionslinie der Säuger – die sogenannten Synapsiden, zu denen also auch unsere eigenen frühen Vorfahren gehören – ist schon sehr alt. Sie ist die Schwestergruppe der heutigen Reptilien und Vögel, die sich gemeinsam mit den Synapsiden schon vor über 320 Millionen Jahren von der Stammeslinie trennten – lange bevor die typischen Säugetier-Merkmale wie Haare und Milchdrüsen erstmals auftraten. Aus dem späten Erdaltertum sind kaum fossile Hautreste im Zusammenhang mit versteinerten Wirbeltierskeletten bekannt, schon gar nicht von den frühen Säugetierverwandten, von denen viele so wie der vierbeinige Rückensegel-Träger Dimetrodon eher an Echsen erinnern.

Woher weiß man, dass die Spuren von Säugetierverwandten stammen?

Es gibt bestimmte Merkmale der Fußabdrücke, die zusammen mit den Liegespuren vorkommen und von denselben Tieren stammen. Diese weisen eine lange Ferse, tiefe Eindrücke der Zehenansätze, schmale kurze Zehen und tiefe Eindrücke der Krallen an den Zehenspitzen auf und lassen sich anhand dieser Merkmale Säugetierverwandten zuordnen, die von derselben Fundstelle als Skelette belegt sind.

Bereits vor 290 Millionen Jahren setzten Tiere aus der Stammgruppe der Säugetiere ihre Hände und Füße „tatzenförmig“ mit nach oben gewölbten Fingern und Zehen auf, was sich im Fußabdruck widerspiegelt. Besonders die Rückensegelechse Dimetrodon teutonis, die man durch eine Anzahl von Funden von der Grabungsstelle in unmittelbarer Nachbarschaft der Sandsteinbrüche kennt, passt von der Größe und Fußform her zu den Spuren.

Zitate

„Wir widmen uns versteinerten Spuren, da sie in Mitteleuropa deutlich häufiger auftreten als Skelette und von ihrer wissenschaftlichen Aussage her den Skelettbeleg ergänzen. So sind zum Beispiel die Hautoberflächen früher Landwirbeltiere beinahe nur aufgrund von Spuren im Sediment bekannt“, sagt Erstautor Dr. Lorenzo Marchetti.

„Für Paläontologen ist diese Übereinstimmung insofern überraschend, als dass Schuppen und andere Hautstrukturen heutiger Reptilien und Säugetiere bereits eingehend untersucht sind und sie sich in ihrer molekularen Zusammensetzung und ihrer Entwicklungsbiologie, zum Beispiel im Mechanismus der Verhornung, zum Teil deutlich unterscheiden“ erklärt Antoine Logghe vom Pariser Naturkundemuseum. „Offenbar gab es aber bei ihren gemeinsamen Vorfahren ein Grundinventar an Strukturen und Bildungsmechanismen der Haut, das sich in Anpassung an das Leben an Land herausgebildet hat.“

„Ein wichtiges Werkzeug der Spurenforscher ist die Fährten-Erzeuger-Zuordnung“ erklärt Dr. Michael Buchwitz vom Museum für Naturkunde Magdeburg. „Wie in der Kriminalistik kommt es beim Lesen versteinerter Spuren darauf an, den Erzeuger anhand von Form, Proportionen und Größe möglichst genau einzugrenzen.“