Die Analyse 200 Millionen Jahre alter Zähne zeigt: Die frühesten Säugetiere funktionierten ähnlich wie Reptilien – sie waren weniger aktiv, lebten aber deutlich länger.
Die von der University of Bristol und der Universität Helsinki geleitete Forschung ermöglicht erstmals eine direkte Untersuchung der Physiologie dieser frühen fossilen Säugetiere.
Zahnfossilien von zwei der ältesten Säugetiere, Morganucodon und Kühneotherium, die gemeinsam mit frühen Dinosauriern die Erde bevölkerten, wurden mit Röntgenstrahlen gescannt.
Die Wissenschaftler analysierten Wachstumsringe in den Zahnhölen – ähnlich wie Jahresringe bei Bäumen –, die gezählt werden konnten, um die Lebensdauer der Tiere zu bestimmen.
Die Ergebnisse, veröffentlicht in Nature Communications, ergaben eine maximale Lebensspanne von bis zu 14 Jahren – deutlich länger als bei vergleichbar großen heutigen Verwandten wie Mäusen oder Spitzmäusen, die in der Wildnis meist nur ein bis zwei Jahre alt werden.
„Wir haben einige erstaunliche und sehr überraschende Entdeckungen gemacht“, erklärt Dr. Elis Newham, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der University of Bristol. Bisher ging man davon aus, dass Schlüsselmerkmale der Säugetiere, einschließlich Warmblütigkeit, sich etwa gleichzeitig entwickelt hätten.
„Unsere Ergebnisse zeigen jedoch klar: Obwohl sie ein größeres Gehirn und fortgeschrittenes Verhalten besaßen, lebten sie nicht schnell und starben jung, sondern führten ein langsames, längeres Leben – ähnlich wie kleine Reptilien wie Eidechsen.“
Dr. Pam Gill, leitende Forscherin an der University of Bristol, kam auf fortschrittliche Bildgebungsverfahren für Zähne, nachdem ein Kollege seinen eigenen Zahn röntgen lassen wollte, um persönliche Lebensdaten zu gewinnen. „Das inspirierte mich zur Frage, ob wir Ähnliches bei fossilen Säugetieren anwenden könnten“, sagt Dr. Gill.
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Die Theorie basierte darauf, dass der versteinte Zement – das Material, das die Zahnwurzeln im Zahnfleisch hält und ein Leben lang nachwächst – die Lebensdauer offenbaren könnte.
Zum Test wurde ein Zahn von Morganucodon an Dr. Ian Corfe von der Universität Helsinki geschickt.
Dr. Corfe nutzte hochenergetische Synchrotron-Röntgenstrahlen. „Obwohl der Zement nur Bruchteile eines Millimeters dick ist, war das Scanbild so klar, dass wir die Ringe direkt zählen konnten“, berichtet er.
Diese Entdeckung leitete eine sechsjährige internationale Studie ein, die sich auf Morganucodon und Kühneotherium konzentrierte – Letzteres aus Juragestein in Süd-Wales, etwa 200 Millionen Jahre alt.
Beide Arten fielen in Höhlen und Felslöcher, wo ihre Skelette inklusive Zähne versteinerten.
„Dank der exzellenten Erhaltung konnten wir Hunderte von Individuen untersuchen, was bei Fossilien dieser Alter außergewöhnliches Vertrauen in die Ergebnisse ermöglicht“, betont Dr. Corfe.
Die Forscher scannten 200 Zahnproben vom Natural History Museum London und dem University Museum of Zoology Cambridge an der European Synchrotron Radiation Facility in Frankreich sowie der Swiss Light Source in der Schweiz.
Die 3D-Rekonstruktionen zeigten: Morganucodon lebte bis zu 14 Jahre, Kühneotherium bis zu neun Jahre.
Dr. Newham war „verblüfft“, da das Team mit 1–3 Jahren gerechnet hatte.
Die Kreaturen ähnelten in Skelett, Schädel und Zähnen Säugetieren – mit spezialisierten Kauzähnen, großen Gehirnen und wahrscheinlich Fell.
Ihre lange Lebensdauer deutet auf ein reptilienähnliches Tempo hin, erklärt Dr. Newham.
Die Knochenanalyse offenbarte Fähigkeiten zu anhaltender Aktivität.
„In den Oberschenkelknochen von Morganucodon wiesen die Blutgefäße höhere Durchflussraten auf als bei Eidechsen gleicher Größe, aber niedriger als bei modernen Säugetieren“, sagt Dr. Newham.
„Das bedeutet: Diese frühen Säugetiere waren länger aktiv als kleine Reptilien, führten aber keinen so energiegeladenen Lebensstil wie heutige Säugetiere.“