Nicht Elefant, viel eher Pferd

Die seltsamsten jemals entdeckten Tiere: So nannte Charles Darwin die Huftiere Toxodon und Macrauchenia. Sie lebten vor zehn bis zwanzigtausend Jahren in Südamerika, und Darwin himself entdeckte vor 180 Jahren in Uruguay und Argentinien als Erster ihre Knochen. Ihr genauer Platz im Stammbaum der Säugetiere wurde in Wissenschaftlerkreisen seit langer Zeit heftig debattiert. Ein internationales Forscherteam der Universität York und des Naturkundemuseums in London, des Amerikanischen Naturkundemuseums in New York und des Max-Planck-Instituts für evolutionäre Anthropologie in Leipzig hat jetzt das evolutionäre Rätsel um die „seltsamsten jemals entdeckten Tiere“ gelöst.

Meisterleistung

Es ist den Forschern gelungen, Lebewesen mithilfe von Proteinsequenzen aus dem Pleistozän stammesgeschichtlich einzuordnen – eine technische Meisterleistung, die ein neues Kapitel in der Paläontologie einleiten könnte.
Das Natural History Museum und das American Museum of Natural History haben ein Forscherteam damit beauftragt, das Rätsel um die stammesgeschichtliche Einordnung der Fossilien von Toxodon und Macrauchenia, zweier in Südamerika heimischer Huftierarten, zu lösen. Macrauchenia erinnerte äußerlich an ein Kamel und starb vor zehn bis zwanzigtausend Jahren aus. Toxodon wog wohl bis zu zwei Tonnen und glich einer Art Nashorn mit Flusspferdkopf. Bisher war unklar, ob die Fossilien, einen einzigen Ursprung hatten oder mehrere. Auch ob sie vor oder nach der Kreidezeit entstanden sind innerhalb der Klasse der Säugetiere derselben Ordnung wie Elefanten oder derselben Ordnung wie Rinder und Pferde angehören, war nicht bekannt.
Zunächst haben die Forscher vergeblich versucht, die Herkunft der beiden Huftierarten durch morphologische Untersuchungen von Knochenfunden und die Analyse alter DNA zu bestimmen. Letzteres schlug fehl, weil die Fossilien keine identifizierbare Säugetier-DNA enthielten. Vermutlich ist das auch bei zahlreichen anderen wichtigen Fossilien aus tropischen oder gemäßigten Ablagerungsgebieten der Fall, denn der Erhalt der DNA hängt von den Temperaturen ab, denen das fossile Material im Laufe der Zeit ausgesetzt war.

Langlebig

Das Strukturprotein Kollagen hingegen kann etwa zehnmal länger überleben als DNA. In einem nächsten Schritt untersuchten die Forscher 48 Huftier-Knochenproben, die im 19. Jahrhundert in demselben Gebiet gefunden worden waren, in dem zuvor auch Darwin fündig wurde. Die erzeugte Sequenz umfasste mehr als 90 Prozent des Kollagen-Moleküls und lieferte den Wissenschaftlern einen stammesgeschichtlichen „Barcode“ für die beiden Tierarten.
Die Kollagen-Sequenzen zeigten, dass Toxodon und Macrauchenia eng mit Pferden, Nashörnern und Tapiren verwandt sind. „Mithilfe der bisher umfangreichsten Sequenzierung dieser Art konnten wir jetzt die taxonomische Einordnung der beiden Säugetierarten klären und eine Frage beantworten, die Paläontologen seit mehr als einem Jahrhundert beschäftigt hat“, sagt Jessica Thomas von der Universität York.
„Wir haben jetzt das Potenzial, viele weitere Herausforderungen anzunehmen und den evolutionären Prozess weiter als bisher in die Vorgeschichte hinein zurückzuverfolgen“, sagt Matthew Collins, der das Yorker Forscherteam leitet. Frido Welker vom Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie und der Universität York ergänzt: „Wir entwickeln neue Techniken zur Analyse von Proteinen und wenden diese auf archäologische und paläoanthropologische Funde an. Eine Sequenz von 90 Prozent für beide Arten zu erhalten, ist wirklich fantastisch, wenn man bedenkt, unter welchen Bedingungen und wie lange die Knochen in der Erde ruhten.“

Neuer Ansatz