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Der clevere Speiseplan der Fischsaurier

Der clevere Speiseplan der Fischsaurier
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Dr. Erin Maxwell arbeitet in der Abteilung Paläontologie als Kuratorin für fossile aquatische Wirbeltiere.

Seit über 250 Jahren befinden sich zahlreiche Exemplare des Fischsauriers Stenopterygius quadriscissus in unserer Sammlung, doch immer noch lassen sich diesen Tieren neue Erkenntnisse über ihre Lebensweise entlocken.

Vor 182 Millionen Jahre lag Europa unter dem flachen Jura-Meer, dessen Ablagerungen wir in Süddeutschland als Posidonienschiefer kennen. Gut erhaltene fossile Wirbeltiere aus dieser Zeit sind bei uns zum Glück relativ häufig. Dies sind eigentlich gute Voraussetzungen, um das fossile Ökosystem im Posidonienschiefer-Meer zu rekonstruieren. Die Schwierigkeit liegt jedoch darin, dass fast alle der überlieferten Wirbeltiere zu ausgestorbenen Gruppen gehören, über deren Biologie wir nur wenig wissen.

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Modell des Fischsauriers Stenopterygius quadriscissus, Dauerausstellung Museum am Löwentor. Bild: SMNS/Bergener

Zusammen mit Daniel Dick, kanadischer ehemaliger Doktorand am Naturkundemuseum Stuttgart, habe ich in den letzten zwei Jahren die Lebensweise des Fischsauriers Stenopterygius quadriscissus erforscht. Um ein besseres Verständnis vom Nahrungsnetz im Posidonienschiefer-Meer zu bekommen, untersuchten wir systematisch den Aufbau der Zähne von Jungtieren und ausgewachsenen Exemplaren dieser Meeresreptilien und korrelierten diese mit den jeweiligen Mageninhalten bei den unterschiedlichen Lebensstadien.

Bei Reptilien wie auch bei Säugetieren sind die Zähne im Kiefer verankert und die Zahnkronen mit Zahnschmelz überzogen. Aber anders als bei Säugetieren werden die Zähne bei Reptilien das ganze Leben hindurch gewechselt – fällt ein Zahn aus, wird er ersetzt. Wir haben nun die Kronengröße der Zähne relativ zu der Kieferlänge bei Exemplaren von Stenopterygius quadriscissus verschiedenen Alters gemessen, um zu untersuchen, ob mit dem Wachstum des Kiefers auch die Ersatzzähne größer werden.

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Stenopterygius quadriscissus Bezahnung eines Jungtieres. Bild: S. Ecklund

Zu unserer Überraschung stellten wir fest, dass die Zähne bei erwachsenen Exemplaren von S. quadriscissus relativ kleiner sind als bei Jungtieren. Manchmal sind bei erwachsenen Fischsauriern die Zähne sogar so klein, dass sie beim lebenden Tier wohl nicht einmal aus dem Zahnfleisch ragten. Wir stellten zudem Unterschiede zwischen den Zahnformen von Jungtieren und erwachsenen Tieren fest: Die Zähne sind bei Jungtieren nicht nur relativ größer, sondern haben auch ein spitzeres Ende als die relativ stumpfen Zähne der Adulten. Hieraus leiteten wir die Hypothese ab, dass sich die Ernährung der Tiere im Laufe ihres Lebens geändert haben muss, denn auch von anderen Meeresreptilien wird vermutet, dass Arten mit spitzen Zähnen sich vorwiegend von Fischen ernähren, während Arten mit stumpferen Zähnen Kopffüßer (also Tintenfische und verwandte Gruppen) bevorzugen.

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Stenopterygius quadriscissus, Bezahnung des ausgewachsenen Tieres. Bild: SMNS/Maxwell

Um diese Hypothese zu überprüfen, untersuchten wir den Mageninhalt der Tiere. Tatsächlich zeigte es sich, dass sich Jungtiere und Erwachsene von Stenopterygius quadriscissus unterschiedlich ernährten: Wie angenommen fanden sich in den Mägen junger Fischsaurier meistens Reste von Fischen, während in den Mägen der erwachsenen Tiere Überreste von Belemniten erhalten waren. Zwar waren weder Weichteile oder Rostren (das kalkige Innensekelett) der Belemniten zu finden, aber zahlreiche der in den Mägen gefunden härteren Tentakel-Fanghaken ließen zweifelsfrei auf Belemniten als Nahrung schließen. Belemniten sind eine mit den Tintenfischen eng verwandte Gruppe der Kopffüßer, deren keilförmiges Innenskelett Fossiliensammlern auch als „Donnerkeil“  gut bekannt ist.

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Belemnit mit Häkchen an Fangarmen (links) und keilförmigem Rostrum (rechts). Bild: SMNS/Maxwell

Diese Ergebnisse verdeutlichen, dass Jugendstadien und ausgewachsene Fischsaurier im gleichen Lebensraum ohne direkte Nahrungskonkurrenz lebten – sie haben verschiedene Beutetiere gefressen: Eine clevere evolutionäre Strategie, um die Nahrungsressourcen im Lebensraum zu optimieren.

 

 

 

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Belemnithäkchen als Mageninhalt in einem großen Exemplar von Stenopterygius. Bild: SMNS/Maxwell

Diese gut gesicherten Ergebnisse waren nur möglich, weil wir auf zahlreiche, perfekt erhaltene Fischsaurier zurückgreifen konnten – Voraussetzungen, die in der Paläontologie nur selten gegeben sind. Dies ermöglicht nun aber auch, dass wir künftig bei der Beurteilung von Zähnen seltener oder nur fragmentarisch überlieferter Fischsaurier mit hoher Wahrscheinlichkeit auf deren Ernährungsweisen schließen können.

 

Publikationen

Dick, D.G., Schweigert, G., and Maxwell, E.E. 2016. Trophic niche ontogeny and palaeoecology of early Toarcian Stenopterygius (Reptilia: Ichthyosauria). Palaeontology 59(3): 423-431.

Dick, D.G., and Maxwell, E.E. 2015. Ontogenetic tooth reduction in Stenopterygius quadriscissus (Reptilia: Ichthyosauria): negative allometry, changes in growth rate, and early senescence of the dental lamina. PLoS ONE 10(11): e0141904.

 

 

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