Die Evolution der Säugetiere war geprägt von wichtigen Ereignissen, wie dem Massenaussterben, das die nicht-aviatischen Dinosaurier auslöschte und angeblich den Aufstieg der Säugetiere erleichterte.
In einer in
Science veröffentlichten Studie, die Informationen über aktuelle und ausgestorbene Arten kombiniert, entdeckten Wissenschaftler, dass die Säugetiere bereits vor diesem Massenaussterben begannen, sich zu diversifizieren, und dass dieses Massenaussterben stärker Arten mit niedrigen Speziationsraten, das heißt Arten, die wenig neue Spezies hervorbringen, traf.
Eine der großen Fragen der Evolutionsbiologie ist, warum die Biodiversität zwischen verschiedenen Organismengruppen so drastisch variiert. Bei den Säugetieren zum Beispiel umfasst die Gruppe der Beuteltiere und Plazentatiere mehr als 6.500 anerkannte lebende Arten, während ihre Schwestergruppe, die Kloakentiere (einschließlich des Schnabeltiers und des Ameisenigels), derzeit nur 5 anerkannte lebende Arten hat, eine Asymmetrie, die seit ihrem Ursprung zu bestehen scheint.
Um zu verstehen, warum die Vielfalt so unterschiedlich ist, muss man die Veränderungen in der Diversifikation untersuchen, das heißt das Nettoergebnis zwischen der Entstehung neuer Arten (Speziation) und ihrem Verschwinden (Aussterben). Während der über 200 Millionen Jahre währenden Evolutionsgeschichte der Säugetiere haben sicherlich mehrere Ereignisse ihre Diversifikation beeinflusst, darunter die Einführung evolutionärer Neuerungen wie des Plazentas und die Entstehung der Blütenpflanzen, ihre Interaktion mit den Dinosauriern und das darauf folgende Massenaussterben, das alle Dinosaurier außer den Vögeln auslöschte (Massenaussterben "K-Pg"), unter anderem.
Die Wissenschaftler untersuchten die evolutionäre Radiatio der Säugetiere, indem sie Informationen über Tausende von phylogenetischen und fossilen Arten mit einem neuen flexiblen Modell kombinierten, das eine feine Auflösung darüber bietet, wie sich die Diversifikation im Laufe der Zeit und zwischen den Linien verändert hat. Die Integration bestehender und ausgestorbener Arten in dieser großen Dimension erwies sich als wesentlich, um die Vielfalt, Speziation und Aussterbedynamik der Säugetiere im Laufe der tiefen Zeit besser zu rekonstruieren.
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass die Säugetiere, insbesondere diejenigen mit einem Plazenta, ihre Diversifikation bereits lange vor dem Aussterben der Dinosaurier beschleunigt hatten, was im Gegensatz zu der Annahme steht, dass die Dinosaurier die Vielfalt der frühen Säugetiere begrenzt hätten. Während des darauffolgenden Massenaussterbens vor etwa 66 Millionen Jahren (an der K-Pg-Grenze), das die meisten Dinosaurier auslöschte, war auch die Vielfalt der Säugetiere stark betroffen, wobei nur ein Drittel der Arten überlebte.
Vollständige Radiation der Säugetiere, die den derzeitigen Artbaum und Linien umfasst, die ausgestorben sind oder derzeit nicht beprobt wurden (ein repräsentativer vollständiger Baum); wärmere Farben repräsentieren höhere Speziationsraten. Die umliegenden farbigen Radialbögen identifizieren die Vielfalt der 14 Säugetiergruppen, mit Silhouetten von Arten und römischen Ziffern zur Identifikation. Die grauen gestrichelten Linien zeigen die Zeitskala in der Vergangenheit alle 40 Millionen Jahre und die grauen Vollinien markieren nacheinander das K-Pg-Massensterben. © Ignacio Quintero Auf interessante Weise sind die Linien von Säugetieren, die das K-Pg-Massenaussterben überlebten, nicht diejenigen mit geringeren Hintergrundaussterberaten, sondern diejenigen mit höheren Hintergrundspeziationsraten, das heißt die Linien, die zum Zeitpunkt des Ereignisses mehr neue Arten hervorbrachten. Das Aussterben der langsam sich spezialisierenden Linien führte zu einem Anstieg der durchschnittlichen Speziationsraten zu Beginn des Känozoikums und verschaffte einigen Linien gegenüber anderen einen evolutionären Vorteil, insbesondere den Plazentatieren im Vergleich zu den Beuteltieren.
Jedoch variieren selbst innerhalb dieser Gruppen die Speziationsgeschwindigkeiten erheblich zwischen den Linien, was darauf hindeutet, dass die Perioden schneller Artbildung von einer unvorhersehbaren und flüchtigen Kombination verschiedener Faktoren abhängen. Die Studie offenbart eine kontingente Sicht der Makroevolution, bei der die Akkumulation von Biodiversität nicht durch wenige bemerkenswerte Innovationen oder Umweltereignisse erklärt werden kann, sondern von Linien abhängt, die zeitweise optimale Speziationsbedingungen erleben.
Referenzen:
Imbalanced speciation pulses sustain the radiation of mammals
Quintero, I., Lartillot, N., Morlon, H.
Science, 30. Mai 2024, DOI:
10.1126/science.adj2793
Quelle: CNRS INSB