Research Blogging - Biology - German

Pflanzenvielfalt steigert Erträge

2012-05-22T01:46:18Z

Keine Pflanzenart ist überflüssig: Je größer die Artenvielfalt, desto höher fallen die langfristigen Erträge aus....

Reich PB, Tilman D, Isbell F, Mueller K, Hobbie SE, Flynn DF, & Eisenhauer N. (2012) Impacts of biodiversity loss escalate through time as redundancy fades. Science (New York, N.Y.), 336(6081), 589-92. PMID: 22556253

Durstiger Wein

2012-05-18T23:54:00Z

Betörend und berauschend soll er sein. Was vielen jedoch nicht schmecken dürfte, sind die negativen Folgen, welche mit dem Weinanbau einhergehen können....

Grantham, T., Newburn, D., McCarthy, M., & Merenlender, A. (2012) The Role of Streamflow and Land Use in Limiting Oversummer Survival of Juvenile Steelhead in California Streams. Transactions of the American Fisheries Society, 141(3), 585-598. DOI: 10.1080/00028487.2012.683472

Reißt der Wolf Schafe?

2012-05-13T11:36:00Z

Ihre Rückkehr sorgt für Diskussionen in Deutschland. Von Wölfen, die Haustiere zerfleischen oder sogar Menschen anfallen, ist die Rede. Etwa zehn Jahre nach dem Erscheinen der Raubtiere liefert eine Studie aus dem wissenschaftlichen Fachmagazin Mammalian Biology Ergebnisse zu den Fressgewohnheiten der Wölfe....

Wagner, Carina, Maika Holzapfel, Gesa Kluth, Ilka Reinhardt . (2012) Wolf (Canis lupus) feeding habits during the first eight years of its occurrence in Germany. Mammalian Biology – Zeitschrift für Säugetierkunde, 77(3), 196-203. info:/10.1016/j.mambio.2011.12.004

DNA aus Schlangengift identifiziert Schlangenart

2012-04-30T10:06:26Z

Wie ganz am Anfang erwähnt, beschäftigt sich die Forensische Genetik routinemäßig nicht nur mit der Untersuchung von Tatortspuren oder der Identifikation von unbekannten Toten. Manchmal stellt sich auch die Frage nach der biologischen Art, von der eine zu untersuchende Spur oder Hinterlassenschaft stammt. Ein Beispiel aus Indien findet sich gerade in der aktuellen Literatur....

Singh, C., Gaur, A., Sreenivas, A., & Singh, L. (2012) Species Identification from Dried Snake Venom. Journal of Forensic Sciences, 57(3), 826-828. DOI: 10.1111/j.1556-4029.2011.02049.x

Kann man DNA-Spuren fälschen?

2012-04-11T18:00:00Z

Und wenn ja, kann man gefälschte DNA von echter DNA unterscheiden? Mit diesen für die DNA-Forensik sehr heiklen Fragen befasste sich eine Arbeit von Dan Frumkin aus Israel und beantwortete beide mit: Ja! ...

Frumkin D, Wasserstrom A, Davidson A, & Grafit A. (2010) Authentication of forensic DNA samples. Forensic science international. Genetics, 4(2), 95-103. PMID: 20129467

Flauschig, riesig, tödlich - ein gefiederter Tyrannosaurier

2012-04-07T07:00:00Z

Das viele kleine Raubsaurier gefiedert waren, weiß man seit mehr als zehn Jahren. Von den größeren Exemplaren wie Tyrannosaurus nahm man aber meist an, dass sie keine Federn trugen - zum einen, weil auch große Säugetiere oft kein Fell haben, um nicht zu überhitzen, zum anderen, weil man von einigen von ihnen Hautabdrücke mit Schuppenmuster gefunden hat. Nun aber ist klar: Zumindest einige große Raubsaurier hatten Federn.Das hier ist die neuste Dino-Sensation: Yutyrannus huali, zu deutsch (der Name ist eine Mischung aus Mandarin und Latein: "Hübscher Federtyrann") (Bild von der Internetseite von Lida Xing, wo ihr sogar das paper herunterladen könnt - ein Gratis-Naturepaper!) Gefunden wurden gleich drei Exemplare mit deutlich unterschiedlicher Größe. Das größte hatte eine Oberschenkellänge von 85 Zentimetern, eine Schädellänge von etwa 90 Zentimetern und dürfte so 1,4 Tonnen gewogen haben. (Wieder einmal ein Beispiel für die seltsame Vorliebe von Biologen für sinnlose Nachkommastellen: Im paper steht 1414kg...) Bemerkenswert an Yutyrannus ist aber nicht nur der Flausch (dazu später noch mehr). Auch ansonsten ist das Skelett interessant, vor allem der Knochenkamm auf dem Schädel. Solche Knochenkämme ist man von den typischen Tyrannosaurus-Darstellungen nicht gewohnt, aber tatsächlich kennt man so etwas schon von einem anderen Verwandten, Guanlong wucei Auch einige andere Raubsaurier (Theropoden) hatten solche Kämme, beispielsweise der seltsame Concavenator, der einen seltsamen Doppelhuckel auf dem Rücken hatte: (Dieses schöne Bild stammt von hier.) Der Kamm auf dem vorderen Schädel ist jedenfalls eins der diagnostischen Merkmale, die im paper aufgelistet werden. Diagnostische Merkmale sind solche, die diese Art von anderen, verwandten unterscheiden, so dass man sie eben heranziehen kann, um zu sehen, ob man ein weiteres Exemplar dieser Art gefunden hat. (Solche diagnostischen Merkmale sollten also möglichst Autapomorphien der jeweiligen Art sein.) Die anderen diagnostischen Merkmale sind eher speziell, wie zum Beispiel ein Knochenvorsprung, der von den Knochen hinter der Augenöffnung ausgeht und nach schräg unten zeigt (in Fachjargon "an anteroventrally projecting orbital process in the area of the junction between the frontal and jugal processes of the postorbital") oder eine kleine Öffnung im Unterkieferknochen ("an external mandibular fenestra located mostly within the surangular").1 1Ich hoffe, ich habe diese Fachbegriffe richtig gedeutet, falls nicht, bitte in den Kommentaren nörgeln. Generell ist Yutyrannus ähnlich zu einem anderen Tyrannosaurusverwandten aus der frühen Kreidezeit, dem ähnlich großen Sinotyrannus, von dem man allerdings nur einige wenige Knochen kennt: Von Yutyrannus, der ebenfalls in der frühen Kreidezeit lebte, kennt man aber, wie gesagt, gleich drei Skelette. Ähnlich wie die späteren Tyrannosaurier hatte auch Yutyrannus schon etwas verkürzte Vorderbeine (wenn auch bei weitem nicht so stummelig wie beim Tyrannosaurus), die übrigens mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nicht als Aufstehhilfe dienten (auch wenn man das beispielsweise hier lesen kann). Diese Hypothese ist schon ziemlich alt und verkennt, dass die Biomechanik des Tyrannosaurier-Hinterbeins das Aufstehen ohne weitere Hilfe ermöglicht, weil der Schwerpunkt beim Liegen auf dem Boden direkt über dem Fuß liegt - ähnlich wie bei heutigen Vögeln, die auch nicht hilflos über den Boden rutschen und nicht aufstehen können. Die Vorderbeine hatten aber noch drei Zehen (Finger?) und ähneln denen von anderen ähnlichen Raubsauriern, den Coelurosauriern. (Ein anderer Zweig dieser Gruppe verlängerte die Vorderbeine dagegen, vermutlich um ihre Beute greifen zu können, und da sie ja eh schon Federn hatten, konnten sie dann auch gleich das Fliegen lernen.... (Und bevor wieder jemand jedes Wort hier auf die Goldwaage legt, sage ich es lieber nochmal in Fachsprache: "Die zum Beutegreifen verlängerten Vorderbeine und die basalen Federn waren Exaptationen zum Fliegen.")) Dinoforscher interessiert natürlich immer auch besonders, wie eine neue Art mit anderen verwandt ist. Das Yutyrannus irgendwie in die große Gruppe der Tyrannosaurus-Verwandten (Tyrannosauroiden) gehört, ist für den Experten (zu denen ich mich nicht zähle, ich mag Skelette am liebsten, wenn sie beschriftet sind) ziemlich offensichtlich. Aber wohin genau? Dazu dient - wie heutzutage üblich - eine kladistische Analyse. Das hier ist das Ergebnis (stark vereinfacht, ein detailliertes Bild findet sich im "Supplementary Material"): Anmerkung zur Nomenklatur: Man darf auf keinen Fall die Tyrannosauroiden (Tyrannosauroidae) mit den Tyrannosauriden (Tyrannosauridae) oder gar mit den Tyrannosaurinae verwechseln. Das ist ein Überbleibsel aus der Nomenklatur nach von Linne, wo man damit Epifamilien, Familien und Subfamilien bezeichnet. (Details findet ihr hier.) Auch wenn man von dieser Nomenklatur inzwischen gerade in der Dino-Paläontologie abgekommen ist, hat sich die Sitte, Namen so zu vergeben, dass die Endungen eine Idee geben, wie "groß" die Gruppe jeweils ist, erhalten. Ohne irgendwas über Schlümpfe zu wissen, ist dann gleich klar, dass Schlumpfoidae die Gruppe der Schlumpfidae und die wiederum die der Schlumpfinae umfasst. So, nun aber genug der Abschweifung. Ihr seht also, dass Yutyrannus ziemlich weit unten am Tyrannosaurierstammbaum befestigt ist. Auffallend ist vielleicht auch, dass viele der Dino-Namen, die da unten stehen, die Silbe "long" enthalten - das ist chinesisch für "Drache" und ist ein Bestandteil vieler chinesischer Dino-Namen. Das zeigt, dass man aus der frühen Kreidezeit viele Tyrannosauroiden in China gefunden hat - vermutlich nicht nur, weil dort die Erhaltungsbedingungen besonders gut waren, sondern möglicherweise auch, weil sie sich dort entwickelten und von kleinen Flitzern zu richtig großen Raubsauriern wurden. In Nord-Amerika, das ja quasi die archetypische Urheimat der Tyrannosaurier ist (auch wenn Tyrannosaurus bataar - manchmal auch als Tarbosaurus bezeichnet - aus Asien stammt), in Nord-Amerika also gab es damals andere große Raubsaurier wie Acrocanthosaurus, der zur Gruppe der Allosaurier gehört und nicht zu den Tyrannosauroiden zählt. Wie immer im Leben ist es aber nicht ganz so einfach - in der Jurazeit gab es einen urtümlichen Tyrannosaurus-Vetter auch in Nordamerika, nämlich Stokesosaurus, und aus England kennt man den Eotyrannus und den Juratyrant. Tyrannosauroiden gab es also zumindest auf der Nordhalbkugel so ziemlich überall - aber die aktuellen Funde deuten darauf hin, dass sie in Asien zuerst groß wurden. Aber das Besondere...

Xu, X., Wang, K., Zhang, K., Ma, Q., Xing, L., Sullivan, C., Hu, D., Cheng, S., & Wang, S. (2012) A gigantic feathered dinosaur from the Lower Cretaceous of China. Nature, 484(7392), 92-95. DOI: 10.1038/nature10906

Beißduell der Monster-Echsen

2012-04-06T04:00:00Z

Willkommen zu unserem heutigen Kampf der Superlative, dem kiefernbrechendsten Zweikampf aller Zeiten, dem Beißduell der Monster-Echsen! In der roten Ecke, mit einer Länge von 11 Metern und einem Körpergewicht von 3,5 Tonnen: Der Schrecken der Flussufer, das Ungeheuer aus der Tiefe, Deinoooosuuuuchus! Und sein Widersacher in der blauen Ecke, mit über zwölf Metern Länge und einem Gewicht von 6 Tonnen: Das furchterregendste Landraubtier, das es je gab, der Herrscher der Dinosaurier, der König der Tyrannenechsen, Tyrannosaurus reeeex!!! Ja, wenn Wissenschaft nicht in Veröffentlichungen oder auf Konferenzen präsentiert würde, sondern auf dem Sportkanal, dann würde es wohl so oder so ähnlich aussehen. (Freunde des Wrestling, Boxen oder ähnlicher Sport(?)-Arten mögen mir verzeihen, falls die Vorstellung nicht so ganz passte - hab sowas noch nie geguckt...) Aber schon gut, ich versuche, wieder halbwegs normal zu werden (oder jedenfalls so normal, wie ich üblicherweise bin...). Interessanterweise gab es in den letzten Wochen nämlich gleich zwei neue Veröffentlichungen, die sich mit der Bisskraft von "Echsen" (im weitesten denkbaren Sinne des Begriffs) befassen. Karl Bates und Peter Falkingham (mit dem ich gerade ein nettes kleines Projekt beackere) haben die Bisskraft von Tyrannosaurus rex untersucht - da sie gerade keinen beißfreudigen T. rex da hatten, haben sie sich auf die bewährte Methode der Computersimulation verlassen. Gregory Erickson und sein Team dagegen haben sich mit Krokodilen beschäftigt - und da von denen ja heute auch noch welche rumlaufen, konnten sie sogar experimentell untersuchen, wie stark die Bisskraft von Krokodilen ist. Ihre Veröffentlichung enthält auch eine handfeste Überraschung - von der stand in den Pressemitteilungen, die ihr vielleicht gesehen habt (selbst der ZEIT war die Sache einen kurzen Artikel wert) natürlich nichts. Bevor wir uns die Arbeiten im Detail angucken, müssen wir erst mal über's Beißen allgemein nachdenken. Wenn ihr gerade eine Möhre oder eine Nuss parat habt (oder noch besser beides), dann könnt ihr erst mal eure eigene Bisskraft angucken - falls nicht, müsste ihr euch mit der Erinnerung begnügen. Beißt erst einmal ein Stück von der Möhre ab, ohne großartig darüber nachzudenken. Wenn ihr das so tut, wie die meisten Leute, dann habt ihr die Möhre mit dem Eckzahn durchgebissen. Wenn ihr dagegen einen Apfel abbeißt, dann tut ihr das typischerweise mit dem Schneidezahn, richtig? Und wenn ihr zum Beispiel ein Stück Schokolade abbeißt, dann kann es vorkommen, dass ihr erst einmal probehalber mit den Schneidezähnen zubeißt, und dann - falls die Schokolade zu hart ist - auf die Eckzähne umschwenkt. Das tun wir alles ganz automatisch und ohne dass wir dazu irgendwelche Biomechanik-Blogeinträge lesen müssten, das haben wir als Kinder so gelernt. Unsere Schneidezähne sind ja breit und dünn - sie sind deswegen etwas empfindlicher gegen Verbiegen als unsere konischen Eckzähne. Hier ein (computergeneriertes) Bild unserer Zähne: Schneidezähne sind die in der Mitte (deren Nummern mit eins und zwei enden - Zähne werden von den Schneidezähnen aus nach außen durchnummeriert, deswegen sagt eure Zahnärztin zu ihrer Hilfe beim Angucken eurer Zähne auch sowas wie "Zwei-Sechs Füllung", was heißen soll, dass Zahn Nummer sechs (Backenzahn) in Zahnviertel zwei (rechts oben) eine Füllung hat. (Ich hoffe, ich habe das richtig erklärt - falls hier Dentisten mitlesen, korrigiert mich)) Also. Schneidezähne (im Bild in der Mitte) sind eher dünn und ein bisschen spatelförmig - mit denen können wir sehr kontrolliert etwas abbeißen, deswegen nehmen wir normalerweise die zum Zubeißen. Wenn wir aber zu viel Kraft brauchen wie bei der Schokolade, dann merken wir das und beißen stattdessen lieber mit den Eckzähnen zu. Die sind erstens konisch und deswegen weniger biegeanfällig und zweitens haben sie eine Spitze, so dass sich die Kraft auf das Beiß-Objekt stärker konzentriert. Wenn wir dagegen eine Nuss zerbeißen, dann tun wir das mit den Backenzähnen. Die sind zwar tendenziell flach, haben aber auch einzelne Erhöhungen, die die Bisskraft konzentrieren und die auch das Zermahlen unserer Nahrung ermöglichen. Diese Erhöhungen sind sehr fein auf einander abgestimmt und passen in Ober- und Unterkiefer genau aufeinander - wenn ihr eine Füllung bekommt, dann sagt eure Zahnärztin "Bitte mal zubeißen" und wenn ihr dann merkt, dass sich das komisch anfühlt, dann schleift sie die Füllung noch etwas ab, bis alles genau passt. Das ist übrigens eine Spezialität von uns Säugetieren. Unsere Backenzähne sind ideal geeignet, um sehr harte Objekte wie Nüsse kleinzukriegen - wegen ihrer flachen Oberseite mit den Spitzen sind sie selbst nicht sehr bruchgefährdet. Zudem sitzen sie hinten im Kiefer, wo die Kraft größer ist, denn es gilt beim Zubeißen das Hebelgesetz: Wenn ihr vorn zubeißt, dann habt ihr einen langen Hebelarm, die aufgebracht Muskelkraft wirkt also mechanisch eher ungünstig. (Dafür ist das Zubeißen aber schneller - ein Grund, warum Krokodile lange Schnauzen haben.) Weiter hinten dagegen ist der Hebelarm beim Beißen kürzer, die wirkende Kraft auf das zu zerbeißende Objekt ist also höher. Und noch etwas können wir aus unseren Selbstversuchen ableiten, bevor wir uns dann dem Beiß-Duell zuwenden: typischerweise ist beim kräftigen Zubeißen nur ein Zahn belastet. Das ist wichtig, weil in den Veröffentlichungen immer die "Bisskraft pro Zahn" angegeben wird - man darf nicht etwa auf die Idee kommen, diese Kraft mit der Zahl der Zähne multiplizieren zu wollen, um eine "Gesamtbisskraft" zu berechnen. So, nun aber genug der Vorrede. Schauen wir zunächst auf die Arbeit von Bates und Falkingham. Die beiden haben eine moderne Biomechanik-Software verwendet, die man ansonsten meist für die Analyse von Bewegungen benutzt. Die haben sie zunächst mit einem Computertomogramm eines Tyrannosaurier-Schädels gefüttert (und - um ihre Rechnungen auch verifizieren zu können - ebenfalls mit denen eines Alligators und eines Menschen). Anschließend haben sie die Muskeln rekonstruiert und in das Modell eingebaut. Dieses Bild hier zeigt links den Schädel mit rekonstruiertem Gewebe, rechts ist dargestellt, wie die Muskeln mechanisch wirken (also wo sie jeweils ansetzen), denn das ist das, was das Programm zur Berechnung wissen muss: Anders als bei den meisten bisherigen Simulationen (jedenfalls denen, die ich kenne), wurde das Problem dynamisch simuliert - es wurde also nicht nur die dauerhaft erzeugbare Bisskraft berechnet, sondern auch der Prozess des Zuschnappens mitsimuliert. Weil sich dabei die Kiefer zunächst mit hoher Geschwindigkeit bewegen und dann abrupt gestoppt werden, ergibt sich dabei eine Kraftspitze, bis sich dann ein stationärer Wert einstellt. Die unten angegebenen Zahlen für die maximale Bisskraft sind aber die dauerhaften Kräfte. Gemessen wurde immer an einem Zahn hinten im Kiefer, da, wo der Hebelarm kurz und die Kraft hoch ist. Weil in ein solches Modell natürlich immer eine Menge Annahmen eingehen, haben sie außerdem die wichtigsten Parameter (Muskelmasse, Kontraktionsgeschwindigkeit, Muskelfaserlänge und Ausrichtung der Muskelfasern) variiert, um zu sehen, wie stark das die Ergebnisse beeinflusst. In den Pressemitteilungen findet man meist nur eine Zahl, tatsächlich haben solche Rechnungen, wenn sie korrekt gemacht werden, aber immer eine Streubreite, die auch durchaus groß sein kann. Damit man aus so einer Simulation mehr lernt als nur eine Zahl, sind solche Parametervariationen immer sehr hilfreich - man kann dann direkt sehen, welche Parameter einen starken und welche einen schwachen Einfluss auf das Ergebnis haben und so prüfen, ob man eigentlich versteht, was da passiert. (Bei meinen eigenen Simulationen im Werkstoff-Bereich habe ich meist mit ähnlichen Problemen zu tun.) In diesem Fall entspricht der Einfluss der untersuchten Parameter den Erwartungen: Erhöht man die Muskelmasse, dann erhöht sich die Kraft, allerdings verringert sich - wegen der höheren Masse - die Geschwindigkeit, mit der zugeschnappt werden kann. Die Länge der Muskelfasern und ihre maximale Kontraktionsgeschwindigkeit haben auf die dauerhafte Bisskraft kaum Einfluss, wohl aber auf die anfängliche Kraft beim Zuschnappen. Hier nun das Ergebnis für eine Position in der Kiefermitte - mit eingezeichneten Fehlerbalken, die den Einfluss der Parametervariationen angeben: (Le...

Erickson, G., Gignac, P., Steppan, S., Lappin, A., Vliet, K., Brueggen, J., Inouye, B., Kledzik, D., & Webb, G. (2012) Insights into the Ecology and Evolutionary Success of Crocodilians Revealed through Bite-Force and Tooth-Pressure Experimentation. PLoS ONE, 7(3). DOI: 10.1371/journal.pone.0031781

Bates, K., & Falkingham, P. (2012) Estimating maximum bite performance in Tyrannosaurus rex using multi-body dynamics. Biology Letters. DOI: 10.1098/rsbl.2012.0056

Jungs mögen Autos, Mädchen Puppen. Nicht ganz. Zwei Affenstudien

2012-04-03T09:17:17Z

Vor einer Weile wurde drüben bei Florian über rosarote Einhörner-Glitzer-Stereotypen diskutiert. Wie so oft beim erwähnen von "Gender" verlies das Niveau dann ziemlich schnell den Meeresspiegel und tauchte entsprechend ab. Damals wurde in der Diskussion eine Studie "zitiert" in der Affen vermeintliche geschlechtsspezfische Präferenzen für Spielzeug aufwiesen. Da ich in anderen Diskussionen wiederholt über diese Behauptung gestolpert bin, schlage ich eine kurze Pause von der Weltpolitik ein und möchte diese Experimente genauer unter die Lupe nehmen....

Alexander, G., & Hines, M. (2002) Sex differences in response to children's toys in nonhuman primates (Cercopithecus aethiops sabaeus). Evolution and Human Behavior, 23(6), 467-479. DOI: 10.1016/S1090-5138(02)00107-1

Hassett, J., Siebert, E., & Wallen, K. (2008) Sex differences in rhesus monkey toy preferences parallel those of children. Hormones and Behavior, 54(3), 359-364. DOI: 10.1016/j.yhbeh.2008.03.008

Die Monsterflöhe der Saurierzeit

2012-03-15T02:30:00Z

Ja, auch als Saurier hatte man es nicht leicht. Einige von ihnen legten sich ja so etwa in der mittleren Jurazeit (so grob vor 170 Millionen Jahren) ein hübsches Kleid aus Federn oder Protofedern zu (war ja auch gemütlich warm) - und prompt wurden sie von Flöhen befallen, die sich extra zu diesem Zweck entwickelten.1150 Minuspunkte für jeden, der sich in den Kommentaren beschwert, dass die Evolution doch keine Zwecke verfolgt. Ihr wisst schon, was ich meine... Und diese Flöhe fingen nicht etwa klein an - im Gegenteil. Es waren richtige Riesen - jedenfalls für Flohverhältnisse. Sie erreichten Körperlängen von mehr als zwei Zentimetern: und hatten ziemlich furchterregende Beißwerkzeuge: "Oh Manno", stöhnt die versierte Internetnutzerin1, "das konnte man doch nun wirklich auf jeder Wissenschaftsnachrichtenseite lesen. Ja, die waren ganz groß und hatten gezackte Beißwerkzeuge und springen konnten sie auch nicht. Laaangweilig." 1Jaja, die weibliche Form schließt ... kennt ihr ja. In der Tat, die Riesenflöhe hatten keine abgeflachten Körper und ihre Beine hatten keine besondere Sprungkraft - die kam erst später. An den Beinen hatten sie Klauen, mit denen sie sich gut in Haar oder ähnlichem festhalten konnten, was dafür spricht, dass ihre Wirtstiere irgendwie behaart waren. Das steht in so ziemlich jeder Pressemitteilung zum Thema (und Original in der unten angegebenen Nature-Veröffentlichung). O.k., wenn ich schon nicht der super-aktuell-Blogger bin, dann krame ich dafür ein paar Hintergrundinformationen raus, damit ihr doch einseht, dass ihr nirgendwo so coole Wissenschaft bekommt wie auf den Scienceblogs. Zunächst mal sind die neuen Biester, die im Moment noch nicht mal einen Namen haben ("Taxonomic descriptions will be published elsewhere." - das kommt davon, weil nature-paper immer nur 4 oder 5 Seiten lang sein dürfen1), sondern die wunderschön poetischen Bezeichnungen "Taxon A" und "Taxon B" tragen, nicht die ersten Dino-Flöhe, die man gefunden hat. Diese Ehre gebührt der Gattung Tarwinia, die also auch einen richtigen Namen hat. Tarwinia lebte allerdings in der Kreidezeit, während Taxon A aus dem Jura stammt, also einige zehn Millionen Jahre älter ist. Außerdem war Tarwinia mit 7 Millimeter Körperlänge auch eher klein (wenn auch größer als die meisten heutigen Flöhe). 1Falls die Autoren irgendjemanden gar nicht mögen, ist das natürlich die Gelegenheit, einen der Flöhe nach dieser Person zu bennenen. So ein Riesen-Blutsauger könnte auch prima nach einem Finanzminister oder so heißenn, oder...? Sowas gab's ja in der Paläontologie schon öfters - eins der bekanntesten Beispiele ist sicher Mosasaurus copeanus - von Othniel Marsh nach seinem Erzrivalen (aber wohl nicht Fernschachgegner) Edward Drinker Cope benannt - man lese Cope-Anus... Mehr so schöne Namen findet ihr übrigens hier. Hier ein Bild von Tarwinia: Flöhe leben ja nur auf warmblütigen Tieren und verstecken sich in deren Pelz - deswegen nahm man auch lange Zeit an, dass sie sich auf Säugetieren entwickelten (beispielsweise im Buch "Evolution of the Insects" von Grimaldi und Engel, dessen Abschnitt über Tarwinia man online nachlesen kann - schmeißt einfach ne google-Suche an). Seit etwa 15 Jahren wissen wir aber, dass auch viele Dinosaurier nicht einfach schuppig waren, sondern Vorformen der Federn oder auch echte Federn trugen (im Fachjargon gern als "Dino-Fuzz" zusammengefuzztfasst). Wäre ja blöd von der Evolution1, sich diese schicke ökologische Nische entgehen zu lassen, oder? 1Nochmal 50 Minuspunkte, falls ihr euch gerade über die Formulierung "blöd von der Evolution" echauffieren wolltet. Tja, was sonst haben die üblichen Verdächtigen in ihren Wissenschaftsseiten nicht erzählt? 1 Zunächst mal sprangen die Flöhe ja nicht einfach so aus dem Nichts in die Welt- (oder Vor-) geschichte (zumal sie ja zuerst gar nicht springen konnten). Ihre nächsten Verwandten sind die Mecoptera - und hier ergibt sich für den fleißigen, aber nicht entomologisch versierten Blogger ein kleines Problem. Im Englischen heißt die Gruppe der Mecoptera "scorpion flies" - übersetzt Skorpionsfliegen. Im Deutschen aber ist der Gruppenname für die Mecoptera "Schnabelfliegen" und der Name "Skorpionsfliegen" ist für die kleinere Familie der Panorpidae vorbehalten. (Die aber wohl nicht die sind, die mit den Flöhen am nächsten verwandt sind.) Ehe ich mich im Gewirr von Namen verheddere, bleibe ich bei Mecoptera. 1Falls ihr solche Wissenschaftsseiten im Netz gar nicht lest - ihr seid in guter Gesellschaft, tue ich auch nicht. Ich habe nur vor dem Schreiben dieses Artikels mal geguckt, ob andere auch schon über die Riesenflöhe berichtet haben...2 2 Dieser Text leidet an ziemlich vielen Fußnoten - vermutlich mein armseliger Versuch, den Humor von Bartimaeus zu kopieren. Aber ist ja auch egal. "A flea by any name would bite as hard", wie irgend so ein oller Engländer mal gesagt hat (mehr oder weniger). Die Mecoptera sind jedenfalls auch eine ziemlich interessante Gruppe. Schon die heutigen zeichnen sich durch durchaus beachtliche Mundwerkzeuge aus: (Wie meist bei Wikipedia gemopst.) Die heutigen Mecoptera erreichen Längen von bis zu 20 Millimeter. In der Jurazeit gab es noch etwas größere Vertreter von bis zu 28 Millimeter Körperlänge, also durchaus vergleichbar mit Taxon A und B (ihr erinnert euch trotz diverser Abschweifungen noch, worum es in diesem Text geht?). Das beantwortet schon mal die erste Frage die bei mir (wie gesagt, in Sachen Entomologie ist mein Talentwert etwa 1) so aufkam: heutige pflanzensaugende Insekten sind ja oft klein - ich dachte an so etwas wie Blattläuse oder so, aber das trifft's hier wohl nicht ganz. Viel spannender an den Jurazeit-Mecoptera ist aber etwas anderes: Sie haben nämlich sehr komplizierte Mundwerkzeuge. Solche, die wie dafür gemacht sind - nein, nicht Blut zu saugen, das wäre jetzt zu einfach. Nein, diese Mundwerkzeuge sind lang, dünn und sehen aus, als wären sie dafür geschaffen, Nektar aus Blüten zu saugen: (Das Bild stammt aus dieser - frei verfügbaren - Veröffentlichung) Eine gewisse Ähnlichkeit mit den Beißerchen unserer Flöhe oben ist aber auch nicht von der Hand zu weisen. Wie gesagt, diese Mundwerkzeuge sehen aus, als wären sie dazu geschaffen, Nektar aus Blüten zu saugen - wenn Jeholopsyche (so der Name dieses schönen Tierchens) auch noch eine Zeitmaschine in seinem Rüssel eingebaut hätte - Blütenpflanzen kamen nämlich erst in der Kreidezeit auf, lange nachdem dieses Tierchen gelebt hat. Für einen eingebauten Nullzeitdeformator oder Fluxkompensator gibt es aber keine Evidenz. Macht aber nichts - auch in der Jura...

Huang, D., Engel, M., Cai, C., Wu, H., & Nel, A. (2012) Diverse transitional giant fleas from the Mesozoic era of China. Nature, 483(7388), 201-204. DOI: 10.1038/nature10839

Das Leben der Polar-Dinos

2012-03-04T06:00:00Z

Vor siebzig Millionen Jahren, in der Kreidezeit, lag Alaska noch weiter nördlich als heute, etwa auf dem 78. Breitengrad (das entspricht dem nördlichen Teil von Grönland und ist wenn ich richtig gerechnet habe, nur etwas mehr als 1000 Kilometer vom Pol entfernt). Auch wenn es in der Kreidezeit wesentlich wärmer war als heute, dürfte es damals dort sehr kalt und natürlich auch monatelang dunkel gewesen sein, so dass Pflanzen sicher nicht zu üppig wuchsen. Trotzdem lebten dort Dinosaurier. Bisher war man sich nicht sicher, ob sie dort nur den Sommer verbrachten und dann in wärmere Gefilde zogen - eine neue Untersuchung zeigt aber, dass sie höchstwahrscheinlich dort überwinterten.Die untersuchten Dinosaurier waren Edmontosaurier (im Zuge der komplexen Nomenklaturgeschichte der Dinosaurier kennt ihr Edmontosaurus vielleicht auch unter dem Namen Anatosaurus, Anatotitan oder (wenn ihr in sehr alte Dinobücher guckt) Trachodon). Edmontosaurier zählen zu den Entenschnabeldinosauriern (Hadrosauriern) und sahen so aus: Sie waren definitiv Pflanzenfresser. Welche Pflanzen sie genau mit ihrem Entenschnabel abweideten ist nicht so klar (man hat zwar Mumien mit Pflanzenresten im Magen gefunden, aber es ist zum einen nicht klar, ob die wirklich den Mageninhalt darstellen, zum anderen ist es auch möglich, dass das Tier verhungert ist und so kurz vor seinem Tod nicht unbedingt seine typische Nahrung gefressen hat). Dass sie aber Pflanzen fraßen, zeigt der Schnabel ziemlich deutlich: Der vordere Teil war zahnlos, also vielleicht zum Rupfen oder Schneiden geeignet, weiter hinten seht ihr die für Hadrosaurier typischen Zahnbatterien mit mehreren Hundert Zähnen. Edmontosaurus - mit bis zu 13 Metern Länge ein durchaus beachtliches Tier - war zu seiner Zeit im westlichen Nordamerika weit verbreitet - es gab ihn in Kanada (Edmonton ist die Hauptstadt der Provinz Alberta), Alaska und dem Norden der USA. Die kanadischen Edmontosaurier lebten in deutlich niedrigeren Breitengraden. Hier eine kleine Karte von zwei der Fundstellen - eine polare, eine in gemäßigten Breiten: Sind die Polar-Edmontosaurier gewandert, so wie es auch andere Dinos taten? Oder harrten sie tatsächlich in der Nähe des Nordpols aus? Zwei unterschiedliche Indizienketten geben die - wahrscheinliche - Antwort. Zum einen kann man sich die Knochen der Edmontosaurier angucken. Knochen haben ja eine komplizierte Struktur und wenn man sie unter dem Mikroskop anschaut, dann kann man viel über das entsprechende Tier erfahren. Der Knochen der Edmontosaurier hat eine fibro-lamellare Struktur, die von schnellem Wachstum zeugt (folgt dem Link, wenn ihr mehr wissen wollt). Allerdings ist die Struktur nicht gleichmäßig. Es gibt zwei unterschiedliche Arten des fibro-lamellaren Knochens, die sich abwechseln: "R" kennzeichnet die sogenannte "retikuläre" Struktur, "C" steht für "circumferential". Ihr erkennt, dass die retikuläre Struktur unregelmäßiger aussieht. Das ist ein Indiz dafür, dass dieser Knochen schneller gewachsen ist - beim fibro-lamellaren Knochen wird ja erst ein lockeres Gerüst gebildet und dann aufgefüllt; die unregelmäßigere und lockerere Struktur des retikulären Knochens erzeugt mehr Zwischenräume für's Wachstum und erlaubt so höhere Wachstumsgeschwindigkeiten. Angesichts der Größe dieser Bereiche und typischer Wachstumsgeschwindigkeiten von Knochen kann man ziemlich sicher davon ausgehen, dass diese Bereiche sich jeweils einmal im Jahr bilden - ähnlich wie die Wachstumsringe von Bäumen. Damit kann man nebenbei die Frage beantworten, wie alt denn so ein Edmontosaurus etwa war: Der größte untersuchte Edmontosaurus, der etwa zu 65% ausgewachsen war, hatte wohl eine Körperlänge von etwa 8 Metern und brauchte 8 Jahre, um die zu erreichen. Es gibt keine Anzeichen dafür, dass das Wachstum im Winter vollständig aufhörte - dann müsste man spezielle Linien in den Knochen sehen (sogenannte LAG=lines of arrested growth), die sind aber nicht vorhanden. Das spricht dafür, dass das Wachstum in der hellen Jahreszeit schnell war (retikulärer Knochen) in der dunklen langsam (C-Struktur). Damit ist natürlich immer noch nicht geklärt, ob das langsame Winterwachstum für Edmontosaurier normal war oder den besonderen Bedingungen in Norden geschuldet wurde. Hier hilft zunächst ein Vergleich mit den etwas weiter südlich lebenden Edmontosauriern. Deren Knochenstruktur unterschied sich statistisch deutlich von der der polaren Verwandten. Die Struktur war hier zum Teil knochenabhängig, mit wechselnden Bereichen im Schienbein, aber nicht im Oberschenkel. Es gab auch Exemplare, die nur den schnell-wachsenden retikulären Knochen hatten. Damit steht schon einmal fest, dass die Polar-Edmontosaurier es schwerer hatten als ihre in wärmeren Gefilden lebenden Verwandten. Trotzdem ist es natürlich denkbar, dass sie im Winter wegen notwendiger langer Wanderungen langsamer wuchsen. Dagegen sprechen allerdings Fossilienfunde in (moderat) warmen polaren Küstengebieten, hinter denen Berge lagen. Hier wurden Edmontosaurier in Sedimenten begraben, die durch Schmelzwasser von den Bergen entstanden. Unter diesen waren auch junge Tiere. Es erscheint unwahrscheinlich, dass diese jungen Edmontosaurier während der starken Schneeschmelze schon so weit im Norden waren, wenn sie weiter südlich überwinterten und erst eine Wanderung hinter sich bringen mussten. Beides spricht also dafür, dass Edmontosaurier tatsächlich in der Nähe des Pols überwinterten. Dass ihnen das nicht leicht fiel, sehen wir am langsamen Knochenwachstum während des Winters - hier gab es vermutlich weniger zu fressen und die Kälte bedeutete eine zusätzliche Belastung. Chinsamy A, Thomas DB, Tumarkin-Deratzian AR, & Fiorillo AR (2012). Hadrosaurs Were Perennial Polar Residents. Anatomical record (Hoboken, N.J. : 2007) PMID: 22344791...

Chinsamy A, Thomas DB, Tumarkin-Deratzian AR, & Fiorillo AR. (2012) Hadrosaurs Were Perennial Polar Residents. Anatomical record (Hoboken, N.J. : 2007). PMID: 22344791