Knorpelfische haben sich im Laufe der Evolution wesentlich stärker verändert als bisher angenommen. Beweise für diese These lieferten molekularbiologische Daten zu fossilen Überresten von Protospinax annectans, einem bereits hochentwickelten Hai aus dem späten Jura. Das ist das Ergebnis einer aktuellen Studie einer internationalen Forschungsgruppe um den Paläobiologen Patrick L. Jambura am Department für Paläontologie der Universität Wien, die kürzlich im Fachjournal Diversity veröffentlich wurde.
Knorpelfische wie Haie und Rochen sind evolutionär eine sehr alte Tiergruppe, die bereits vor den Dinosauriern vor über 400 Millionen Jahren auf der Erde gelebt und bisher alle fünf Faunenwechsel durch Massenaussterben überstanden hat. Ihre fossilen Überreste sind weltweit zahlreich zu finden – allerdings bleiben meist nur die Zähne erhalten, während das knorpelige Skelett gemeinsam mit dem restlichen Körper verwest.
Ein einzigartiges Fenster zur Vergangenheit
Im Solnhofener Archipel, einer sogenannten Konservat-Lagerstätte in Bayern, sind aufgrund der speziellen Lagerungsbedingungen jedoch Skelettreste und sogar Abdrücke von Haut und Muskeln der jurazeitlichen Knorpelfische erhalten geblieben. Diesen Umstand nutzte das Forschungsteam, um sich die bisher unklare Rolle der bereits ausgestorbenen Art Protospinax annectans in der Evolution von Haien und Rochen auch mit Hilfe moderner molekularbiologischer Methoden näher anzuschauen.
"Protospinax trug Merkmale, die sich heute sowohl bei Rochen als auch bei Haien finden", erklärt Studien-Erstautor Patrick L. Jambura. Die Fossilien von Protospinax sind 150 Millionen Jahre alt. Als 1,5 m langer, flacher Knorpelfisch mit ausgebreiteten Brustflossen und zwei prominenten Stacheln vor jeder Rückenflosse stellte die phylogenetische Stellung von Protspinax die Forscher*innen schon seit der Erstbeschreibung 1918 vor ein Rätsel. "Besonders interessant ist", so Jambura weiter, "ob Protospinax als 'missing link' einen Übergang zwischen Haien und Rochen darstellt – eine Hypothese, die in letzten 25 Jahren unter den Expert*innen großen Anklang gefunden hat." Alternativ dazu könnte Protospinax allerdings auch ein sehr ursprünglicher Hai, ein Vorfahre von Rochen und Haien oder aber ein Ahne einer bestimmten Gruppe von Haien, denen heute z.B. der Weiße Hai angehört, gewesen sein – alles spannende Ideen, deren Plausibilität nun von den Wissenschafter*innen geklärt werden konnte.
Ein Rätsel gelöst – ein Rätsel geblieben
Unter Einbeziehung der neuesten Funde rekonstruierten Jambura und sein internationales Team anhand genetischer Daten (mitochondrialer DNA) den Stammbaum von noch heute lebenden Haien und Rochen und betteten fossile Gruppen – darunter auch Protospinax annectans – mittels morphologischer Daten ein. Das Ergebnis der Analyse verblüffte: Protospinax war weder ein "missing link" noch ein Rochen noch ein ursprünglicher Hai – sondern ein hochentwickelter Hai.
"Wir tendieren dazu, die Evolution wie eine hierarchische Leiter zu betrachten, in dem ältere Gruppen am Anfang dieses Systems stehen. Tatsächlich ist die Evolution aber auch für diese urtümlichen Vertreter nie stehen geblieben, sondern auch sie entwickelten sich Tag für Tag über Veränderungen in ihrer DNA weiter, um sich einer sich ständig ändernden Umwelt anzupassen und bis heute zu überleben", so Paläobiologe Jambura.
Auch wenn Knorpelfische bis heute als Gruppe überlebt haben, verschwanden die meisten Arten im Laufe der Evolution, so auch Protospinax. Warum Protospinax an der Grenze zwischen Jura und Kreidezeit ausstarb und es heute keine vergleichbare Hai-Art mehr gibt –während die ökologisch ähnlich angepassten Rochen relativ unverändert bis heute existieren – bleibt zum jetzigen Zeitpunkt ein Mysterium.
Originalpublikation in Diversity:
Patrick L. Jambura, Eduardo Villalobos-Segura, Julia Türtscher, Arnaud Begat, Manuel Andreas Staggl, Sebastian Stumpf, René Kindlimann, Stefanie Klug, Frederic Lacombat, Burkhard Pohl, John G. Maisey, Gavin J. P. Naylor and Jürgen Kriwet: Systematics and Phylogenetic Interrelationships of the Enigmatic Late Jurassic Shark Protospinax annectans Woodward, 1918 with Comments on the Shark–Ray Sister Group Relationship. In: Diversity, 2023. DOI: 10.3390/d15030311
Abbildungen:
Abb. 1: Fossil des spätjurassischen Hais Protospinax annectans aus Solnhofen und Eichstätt, Deutschland (C: Sebastian Stumpf)
Abb. 2: Paläorekonstruktion des Solnhofen Archipels vor 150 Millionen Jahren mit Protospinax annectans und dem jurassischen Rochen Asterodermus platypterus (C: Manuel Andreas Staggl)
