Es begann mit einfachen, einzelligen Wesen. Doch dabei blieb es nicht: Im Laufe der Evolution des Lebens sind zahlreiche Tierarten entstanden, die sich in ihren anatomischen Bauplänen teils ganz grundlegend voneinander unterscheiden. Gemäß dieser Unterschiede teilen Wissenschaftler Organismen traditionell in Großgruppen wie die Tierstämme ein. Zu diesen Stämmen gehören zum Beispiel die Arthropoden, die Mollusken und die Chordatiere – jener Stamm, zu dem auch wir Menschen zählen. Insgesamt werden heute rund 30 bis 40 anatomische Grunddesigns des Lebens unterschieden. Aber wann und wie sind diese Baupläne entstanden? Charles Darwin ging seinerzeit davon aus, dass die heute bekannten anatomischen Designs das Ergebnis gradueller evolutionärer Veränderungen sind und sich kontinuierlich über lange Zeiträume hinweg entwickelt haben. Demgegenüber steht die These der kambrischen Explosion. Demnach tauchten vor rund 500 Millionen Jahren fast alle grundlegenden Körperbaupläne mehrzelliger Tierstämme plötzlich und nahezu gleichzeitig auf.
Innovation in Schüben
Doch gab es wirklich nur diesen einen frühen Ausbruch evolutionärer Experimentierfreudigkeit – oder fanden auch davor und danach noch fundamentale Innovationen in Sachen Anatomie statt? Dieser strittigen Frage haben sich Wissenschaftler um Bradley Deline von der University of West Georgia in Carrollton nun erneut gewidmet. Dafür nahmen sie sich sämtliche heute lebende Tiergruppen vor und analysierten tausende von deren Körpermerkmalen: Welche Unterschiede und welche Gemeinsamkeiten gibt es? Darüber hinaus untersuchte das Forscherteam Fossilien ausgestorbener Arten und führte Modellsimulationen zu möglichen evolutionären Prozessen durch. Das Fazit ihrer Auswertung: Grundlegende anatomische Veränderungen hat es im Laufe der Evolution nicht nur einmal gegeben. “Tierische Designs haben sich immer wieder weiterentwickelt – und tun dies bis heute”, sagt Mitautor Philip Donoghue von der University of Bristol.
Demnach gab es zwar manche Baupläne, die schon früh in ihrer heutigen Form existierten. Bei Stämmen wie den Chordatieren, den Arthropoden und Mollusken haben sich neue Formen den Forschern zufolge dagegen nach und nach herausgebildet. Dabei zeichnete sich ab, dass das Auftreten neuer Tierformen nicht über alle Phasen der Entwicklungsgeschichte hinweg gleichmäßig verteilt ist. Stattdessen gab es immer wieder Schübe, in denen vermehrt neue anatomische Baupläne entstanden. “Die Erweiterung der Formenvielfalt nach dem Kambrium ging dabei oft mit anderen großen ökologischen Veränderungen einher – zum Beispiel der Eroberung des Landes”, erläutert Deline. Wie die Wissenschaftler betonen, lassen sich die scheinbar so erstaunlich großen Unterschiede zwischen einigen heute lebenden Tiergruppen nicht durch plötzliche anatomische Sprünge erklären. “Diese Unterschiede sind oft die Konsequenz davon, dass ihre evolutionären Zwischenstücke ausgestorben sind”, sagt Donoghues Kollege James Clark.
