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Paläobiologie: Fossil gibt Einblick in die frühe Tierevolution

Vor 550 Millionen Jahren lebten Schwämme, die noch kein mineralisiertes Skelett besaßen, wie ein neues Fundstück aus China belegt. Diese Erkenntnis hilft, ein Rätsel der frühen Tierevolution zu lösen.
Seit Urzeiten da
Schwämme gehören zu den vielzelligen Tieren mit sehr ursprünglichem Körperbau. Sie lebten bereits vor hunderten Millionen Jahren und ähnelten damals vermutlich ihren heutigen Verwandten wie etwa diesen Hornkieselschwämmen im Mittelmeer.

Fachleute haben die fossilen Überreste eines Schwamms entdeckt, der vor rund 550 Millionen Jahren lebte und damit zu den frühesten Tieren gehört. Der Fund hilft, eine Lücke zu schließen, die im Verständnis der anfänglichen Tierevolution klafft. Die Forschungsgruppe um Xunlai Yuan von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften berichtet darüber im Journal »Nature«.

Die Schwämme bilden einen der frühesten Stämme der vielzelligen Tiere (Metazoa). Sie sind vergleichsweise primitiv aufgebaut. Fossilien von Schwämmen, die vor sehr langer Zeit lebten, können deshalb wichtige Einblicke in die urzeitliche Tierevolution geben. Schätzungen mit so genannten molekularen Uhren sowie anhand von Biomarkern lassen vermuten, dass die Schwämme vor etwa 700 Millionen Jahren entstanden sind. Es gibt allerdings kaum Versteinerungen von ihnen aus der Zeit vor dem Kambrium (540 bis 484 Millionen Jahre vor heute). Somit klafft eine 160 Millionen Jahre große Leerstelle im Fossilnachweis dieser Lebewesen.

Um die Lücke zu erklären, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Hypothese aufgestellt, dass die frühesten Schwämme möglicherweise keine mineralisierten Körperteile besaßen. Sie hätten dann komplett aus weichem Gewebe bestanden, das nach dem Tod meist rasch zerfällt und nur äußerst selten zum Fossil versteinert. So würden die spärlichen Fossilfunde verständlich.

Vorzeitlicher Schwamm | Die Schwammspezies Helicolocellus cantori (Illustration) lebte vor 550 Millionen Jahren und gehörte zu den sehr frühen Tieren. Vermutlich besaß sie noch kein mineralisiertes Skelett und bestand nur aus weichem Gewebe.

Wie ein Glasschwamm ohne Nadeln

Xunlai Yuan und sein Team haben in der Dengying-Gesteinsformation in Südchina die fossilen Überreste eines Schwamms entdeckt, der auf ein Alter von etwa 550 Millionen Jahre datiert. Das Tier mit der Artbezeichnung Helicolocellus cantori lebte somit im Ediacarium. Stammesgeschichtlichen Analysen zufolge gehörte es zu den Vorfahren der heutigen Schwämme. Es ähnelte den heutigen Glasschwämmen und hatte einen radialsymmetrischen, konischen Körper mit scheibenförmiger Anheftungsstruktur und vermutlich einen zentralen Hohlraum. Mit einer Länge von mehr als 30 Zentimetern war es recht groß. Die Oberfläche war mit einem regelmäßigen Muster aus Quadraten überzogen, die sich jeweils in kleinere Quadrate unterteilten, welche sich ihrerseits in noch kleinere gliederten – eine selbstähnliche Struktur. Vergleichbare Oberflächenstrukturen kennt man von Glasschwämmen aus späteren Zeiten, nur dass sie bei diesen aus mineralisierten Nadeln bestanden, während sie sich bei H. cantori aus organischem Gewebe zusammensetzten.

Helicolocellus cantori, versteinert | Das Fossil des urzeitlichen Schwamms Helicolocellus cantori. Links im Auflicht fotografiert, rechts mit einem Laserscanning-Mikroskop abgetastet. Der Pfeil deutet auf das untere Ende des becherförmigen Körperabschnitts, der graue Balken zeigt 50 Millimeter Länge an, der Balken mit Farbverlauf die Höhe in Millimetern.

Die Ergebnisse legen nahe, dass H. cantori noch keine mineralisierten Skelettelemente besaß. Zwar war der Bauplan für das Skelett bereits angelegt, aber nur im Weichgewebe. Die Mineralisierung entwickelte sich offenbar erst bei späteren Vertretern der Schwämme. Die Entdeckung von H. cantori schlägt folglich eine Brücke zwischen den rätselhaften Lebewesen der Ediacara-Fauna, bei denen es sich vermutlich um vielzellige Weichtiere handelte, und den späteren kambrischen Tieren, die bereits über harte Schalen beziehungsweise Skelette verfügten.

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