Die Evolution der Schildkröten: Woher kamen die Meeresschildkröten?
Das Bild oben ist eine fiktive Version von Archelon, einer prähistorischen Meeresschildkröte, die von Ray Harryhausen im Film One Million Years BC von 1966 animiert wurde. An diesem Weltentwicklungstag werfen wir einen Blick auf die unglaublichen Ursprünge realer Meeresschildkröten.
Die Geschichte aller Schildkröten beginnt eigentlich hier, in Südafrika – wenn auch in einer ganz anderen Welt. Vor etwa 260 Millionen Jahren lebte an den Ufern des alten Karoo-Meeres zwischen Dünen und Sträuchern eines halbtrockenen Gondwana ein kleines Reptil namens Eunotosaurus africanus.
Diese kleine Eidechse hatte eine einzigartige Eigenschaft: Ihre nach hinten gebogenen Rippen waren außergewöhnlich dick und bildeten eine gepanzerte Kuppel unter ihrer Haut. Eunotosaurus wusste das nicht, aber es sollte der Vorfahr aller Schildkröten, Meeresschildkröten und Terrapinen werden.
Nachkommen von Eunotosaurus werden Pantestudines genannt, zu denen moderne Schildkröten gehören. Aber wir haben noch einen langen Weg vor uns, bis wir heute ankommen…
Warum hat sich die Shell entwickelt?
Etwa 40 Millionen Jahre später hatte sich ein weiteres Reptil namens Odontochelys semitestacea (was „Zahnschildkröte mit halber Schale“ bedeutet) entlang der Küste flacher Ozeane im heutigen China entwickelt.
Odontochelys war nichts wie die Schildkröten, die wir heute kennen und lieben. Es hatte Zähne, keinen Schnabel. Es hatte Krallen, aber keine Flossen. Und am bemerkenswertesten war, dass es keinen oberen Panzer hatte. Es hatte jedoch eine Sache entwickelt, die für Schildkröten charakteristisch ist: ein Plastron – seine untere Schale.
Es ist interessant, dass sich die untere Panzerung der Schildkröte vor ihrem oberen Panzer entwickelt hat, aber es macht Sinn, wenn man über die Art von Raubtieren nachdenkt, die die frühen Schildkröten gejagt hätten – Haie und andere Hinterhalträuber, die von unten zuschlagen.
Geben Sie Proganochelys ein. Diese Kreatur, die „Tierschildkröte“ genannt wurde, wanderte durch die Wüsten des alten Kontinents Laurasia zwischen dem modernen Thailand und Deutschland. Wie sein Vorfahr Odontochelys hatte es die unteren Plastron-Panzerplatten, aber als Landbewohner brauchte es eine Panzerung von oben – zumal die Welt, die es durchstreifte, jetzt von Dinosauriern bewohnt war.
Proganochelys entwickelte eine obere Rüstung, um sich vor diesen Dinosauriern zu schützen. Es hatte knöcherne Halsspikes, gepanzerte Beinplatten und gepanzerte Spikes am Schwanz, damit es wie ein Schläger schwingen konnte. Aber es hatte auch Merkmale entwickelt, die in den meisten modernen Schildkröten noch vorhanden sind – ein fester, knochiger Panzer und ein zahnloser, schnabeliger Mund.
Diese schildkrötenähnlichen Vorfahren werden „Stammschildkröten“ genannt, die Gruppe, die sich in die heute bekannten Schildkröten-, Terrapin- und Meeresschildkrötengruppen aufteilte. Diese Entwicklung wurde durch das Aufbrechen der alten Superkontinente und die Isolation der Ozeane und ihrer Strömungen vorangetrieben.
Placodonts – die Schildkröten, die keine Schildkröten waren
Während der Trias, zur gleichen Zeit wie die frühen Schildkrötenvorfahren geboren wurden, fand ein „gescheitertes Experiment“ der Evolution statt. Diese Kreaturen wurden Placodonts genannt – und obwohl sie nicht mit Schildkröten verwandt sind, spielen sie eine Rolle in ihrer Geschichte.
Ihr Entwicklungsweg ähnelt dem von Schildkröten. Placodonts begannen als Meeresechsen, wie Placodus, die den heutigen Meeresleguanen ähnlich waren. Ihre Größe reichte aus, um die Prädation durch frühe Haie zu verhindern.
Als mehr Raubtiere auftauchten, begannen Placodonts, gepanzerte Platten zu entwickeln, aber nicht aus Knochen wie ein Schildkrötenpanzer. Arten von Placodont, wie Psephoderma, hatten dicke gepanzerte Platten und jagten kleine Weichtiere in flachen Gewässern. Andere, wie Henodus, entwickelten Zähne, die eine Filternahrung ermöglichten, wie sie bei heutigen Bartenwalen zu sehen ist.
Placodonten überlebten das Trias-Jura-Aussterben vor etwa 200 Millionen Jahren nicht, eine vulkanisch induzierte Periode des Klimawandels, die zum Aussterben der Hälfte der Arten der Welt führte und es den Dinosauriern ermöglichte, das dominierende Landtier zu werden. Das Aussterben der Placodonten öffnete ihre Flachwassernische und ließ moderne Schildkröten gedeihen.
Die ersten Schildkröten
Als sich der alte Kontinent Laurasien aufspaltete, lag der südliche Teil dessen, was wir heute als USA erkennen würden, tief und war größtenteils von brackigen, salzigen Sümpfen bedeckt. Vor etwa 110 Millionen Jahren begannen die landbewohnenden Stammschildkröten ein semi-aquatisches Leben zu führen und entwickelten sich schließlich zu vollständig aquatischen Süß- und Salzwasserschildkrötenarten.
Die meisten dieser Schildkröten würden die Panzerung ihres Vorfahren Proganochelys weiterentwickeln und rationalisieren. Sie verloren die Hals- und Schwanzpanzerung, aber ihre Plastron-Panzerung wurde entwickelt, um sie vor Meeresräubern zu schützen, ihren Hals zu bedecken und zu verhindern, dass sie ihre Köpfe wie eine Schildkröte zurückziehen können.Ihre Gliedmaßenpanzerung ging verloren, und ihre Krallen und Gliedmaßen entwickelten sich zu den Flossen, die wir heute sehen – schließlich mussten sie nicht mehr an Land gehen. Das älteste Fossil einer Art, der Paläontologen zustimmen, ist eine „Meeresschildkröte“ und keine „Stammschildkröte“ ist Desmatochelys padillai, die älteste bekannte Meeresschildkröte.
Die alten Lederrücken
In den flachen Meeren, die vor 90 Millionen Jahren einen Großteil Nordamerikas bedeckten, hatte sich ein Riese entwickelt. Dieser Riese hieß Archelon und war mit 4 m Länge und einer Flügelspannweite von 4,9 m bei weitem die größte Schildkrötenart, die jemals gelebt hat.
Archelon war ein Dermocheloid oder eine „Hautschildkröte“. Es hatte ein Gerüst aus knöchernen Platten und starke Nackenmuskeln – eine Kombination, die es ihm ermöglichen würde, schnell und stark genug zu sein, um Riesenkalmar zu jagen.
Vorfahren von Archelon strahlten auf der ganzen Welt, und für eine Zeit waren sie das dominierende große Tier des Ozeans. Diese Dermocheloide diversifizierten sich, nutzten die Lücken, die das Aussterben der Kreidezeit (ja, das, das die Dinosaurier tötete) in den Ökosystemen hinterlassen hatte, und begannen, Nischen in der Umwelt zu besetzen, die wir heute normalerweise nicht mit Meeresschildkröten in Verbindung bringen – Dermochelys hatte breite, zerkleinernde Platten, mit denen es Schalentiere und Tintenfische zermahl (die gleiche Fütterungstechnik, die heute von vielen Rochen verwendet wird), und Ocepechelon, das einen langen röhrenförmigen Kiefer hatte, den es für die Saugjagd verwendete (genau wie ein Knysna-Seepferdchen).
Da sich Meeressäuger wie Delfine und Wale vor etwa 20 Millionen Jahren entwickelten, wurden die weichschaligen Dermocheloiden Schildkröten alle gejagt oder bis zum Aussterben übertroffen. Alle außer einem – die Lederschildkröte (Dermochelys coriacea). Der einzigartige Lebensstil des Leatherbacks, sich von Quallen zu ernähren, eine sehr nährstoffarme Nahrungsquelle, ließ sie aus der evolutionären Konkurrenz heraus und half ihnen zu überleben – der schnelle Stoffwechsel großer Säugetiere konnte nicht allein von Quallen gedeihen.
Alte Hartschalen
Während sich die alten Vorfahren der Lederschildkröten diversifizierten, perfektionierten andere Gruppen von Stammschildkröten weiterhin eine gepanzerte Schale und passten sich schließlich einem stromlinienförmigen Körperplan an, in dem das Plastron und der Panzer sowohl stark als auch leicht waren.
Ctenochelys acris, eine 80 Millionen Jahre alte Art aus dem Süden der USA, ist ein wahrscheinlicher Vorfahr aller modernen Meeresschildkröten, abgesehen vom Lederrücken. Es besitzt Eigenschaften moderner Meeresschildkröten und Süßwasserschildkröten – zum Beispiel hatte es große Rückenflossen, die für den Antrieb verwendet worden wären, etwas, das moderne Meeresschildkröten nicht haben.
Die ersten „echten“ geschälten Meeresschildkröten tauchten vor etwa 40 Millionen Jahren auf. Diese Schildkröten werden chelonische Schildkröten genannt – was einfach „geschälte Schildkröten“ bedeutet. Diese Rüstung ermöglichte es ihnen, wilde Meeresraubtiere wie Haie, Lepidosaurier und schließlich Säugetiere zu überleben. Dieses Talent zum Überleben ist der Grund, warum wir heute noch sechs chelonische Arten am Leben sehen, während fast jede andere Art von Meeresschildkröte ausgestorben ist. Die Schildkröten, die in dieser Zeit entstanden sind, sind den heute lebenden Arten sehr ähnlich.Vor etwa 34 Millionen Jahren erlebte die Erde ein Klimawechselereignis namens Eozän-Oligozän-Übergang, bei dem die Welt von sehr warm zu ziemlich kühl wurde und sich die Eiskappen reformierten. Der Vorfahr der modernen grünen Meeresschildkröten (Chelonia mydas) war zu dieser Zeit wahrscheinlich ein generalistischer Allesfresser, aber lokalisierte Klimaveränderungen beeinflussten seine Nahrungsquelle, so dass sich spezialisierte Fütterungstechniken entwickeln: algenweidende grüne Schildkröten und fleischfressende Seegurkenjagdschildkröten (Natator depressus). Beide Schildkröten sind funktionell immer noch Allesfresser, aber ihr Verhalten bestimmt ihre Ernährung.
Die anderen vier modernen Meeresschildkröten – Unechte Karettschildkröten (Caretta caretta), Karettschildkröten (Eretmochelys imbricata), Olivenkämme (Lepidochelys olivacea) und Kempskämme (Lepidochelys kempii) – sind alle eng verwandt und stammen wahrscheinlich von einem fleischfressenden gemeinsamen Vorfahren, der der unechten Karettschildkröte sehr ähnelte. Wie die Grün- und Flachschildkröten legen die Unterschiede in der Ernährung und den Fütterungsmethoden dieser vier Arten nahe, dass die Artbildung auf Umweltveränderungen zurückzuführen ist, die sich auf ihre Nahrungsquellen auswirken.
Alle vier dieser Meeresschildkröten sind „technisch“ Allesfresser, obwohl sie sich in Wirklichkeit an ziemlich starre Diäten halten. Unechte Köpfe haben kräftige Kiefer und Schnäbel zum Zerkleinern von Weichtieren und Schalentieren, Karettvögel können fast ausschließlich von Meeresschwämmen leben, und Olivenkämme ernähren sich von einer Kombination aus Quallen, Fischeiern, Stachelhäutern und Garnelen. Kemps Ridley-Schildkröten sind vielleicht die einzige wirklich allesfressende Meeresschildkröte, die sich von Weichtieren, Quallen, Fischen und Algen ernährt, aber Jugendliche haben spezielle Anpassungen für die Jagd auf Krabben.
Moderne Meeresschildkröten
In den letzten 3 Millionen Jahren hat sich das Gesicht der Erde verändert. Die Erhebung Mittelamerikas – zuvor vollständig unter Wasser, wodurch Schildkrötenpopulationen im Pazifik und im Atlantik abgeschnitten wurden – und das Aufsteigen kalter Strömungen am Kap der Guten Hoffnung und an der südlichsten Spitze Südamerikas (Tierre Del Fuego) verhindern, dass viele dieser wärmeabhängigen Tiere die Spitzen der Kontinente umrunden. Diese Isolation der Ozeane, die in der Vergangenheit nicht weit genug war, um eine Artbildung zu verursachen, hat den globalen Genpool der Meeresschildkröten beeinflusst.
Unechte Karettschildkröten waren am stärksten betroffen – heute gibt es mehrere genetisch unterschiedliche Populationen von unechten Karettschildkröten, am bemerkenswertesten beim Vergleich von pazifischen und atlantischen unechten Karettschildkröten – wir beobachten die frühen Stadien der Artbildung. Grüne Schildkröten folgen ebenfalls einem ähnlichen Trend, der aufgrund ihrer vergleichsweise vielfältigeren Schalenmarkierungen sichtbarer ist. Obwohl grüne Schildkröten als eine Art anerkannt sind, zeigt eine schnelle Suche die Debatte um sie herum und die Namen „Agassizi-Schildkröte“, „Schwarzmeerschildkröte“ und „Galápagos-grüne Schildkröte“ erscheinen alle als vorgeschlagene Unterarten.
In jüngerer Zeit war der Mensch die bedeutende treibende Kraft in der Genetik von Meeresschildkröten, aufgrund der groß angelegten Jagd und Sammlung von Schildkröteneiern als Nahrung.
Seit fast hundert Millionen Jahren durchstreifen Meeresschildkröten und ihre Vorfahren die Ozeane. Sie überlebten den Asteroiden, der die Dinosaurier auslöschte. Sie überlebten die Evolution der Säugetiere. Sie überlebten sogar die Eiszeiten. Aber jetzt treibt die Menschheit sie schnell zum Aussterben. Lassen Sie uns unseren Teil dazu beitragen, den Schutz der sieben verbleibenden gefährdeten Arten von Meeresschildkröten zu gewährleisten.