Es war eine der folgenreichsten Entwicklungen im Rahmen der Evolutionsgeschichte: Einige urzeitliche Fische brachten nach und nach spezielle Flossen-Strukturen hervor, die es ihnen schließlich ermöglichten, sich an Land fortzubewegen. Irgendwann bildeten sich daraus dann Gliedmaßen, die wir als Hände und Füße bezeichnen würden. So entstanden die ersten Landwirbeltiere (Tetrapoden), zu denen auch der Mensch gehört. Fossilien deuten darauf hin, dass die Landwirbeltiere vor etwa 374 Millionen Jahren erstmals auftraten – buchstäblich. Einige ältere Fossilien legten allerdings bereits nahe, dass die Wurzeln ihrer charakteristischen Gliedmaßen-Strukturen noch tiefer in die Entwicklungsgeschichte reichen.
„Missing Link“ präsentiert
Im Fokus der Erforschung der frühen Evolutionsgeschichte stehen bereits seit einiger Zeit Fossilien von Wesen, die als Elpistostegalia bezeichnet werden. Sie lebten im mittleren und späten Erdzeitalter des Devon – vor 393 bis 359 Millionen Jahren. Die Anatomie dieser Fische zeigt bereits einige Parallelen zu denen der Landwirbeltiere. Doch bisher fehlte ein wichtiges Puzzleteil: Es gab keine Elpistostegalia-Fossilien, die die vollständige Anatomie der Brustflossen zeigten. Doch das hat sich nun geändert: “Wir präsentieren nun das Fossil eines vollständigen Exemplars eines tetrapodenartigen Vertreters der Elpistostegalia, das neue Informationen über die Entwicklung der Wirbeltierhand liefert”, sagt Co-Autor John Long von der Flinders University in Adelaide.
Das Fossil stammt von einem Fundort in Kanada, wo sich vor Jahrmillionen ein flaches Meer erstreckte. Dort lebte der von den Forschern Elpistostege watsoni genannte Fisch wohl im Küstenbereich. Elpistostege war vermutlich das größte Raubtier seines Lebensraums und schnappte mit seinem Zahn-besetzten Maul nach Fischen, deren Fossilien ebenfalls am Fundort entdeckt wurden. Im Rahmen ihrer Studie legten die Wissenschaftler das 1,57 Meter lange Exemplar akribisch frei und untersuchten vor allem die gut erhaltene Brustflosse des Tieres. Dabei kam Computertomografie zum Einsatz, um auch feinste Details sichtbar zu machen. So konnten sie erstmals genau zeigen, wie die Vorderflossen am Anfang der Entwicklung zu den Landwirbeltieren strukturiert waren.
Grundstrukturen von Arm, Hand und Fingern
Wie sie berichten, zeichneten sich ein Oberarmknochen, ein Unterarmknochen, Handknochen und vor allem Fingerstrukturen ab. “Dies ist das erste Mal, dass wir eindeutig Finger entdecken, die in einer Flosse mit Flossenstrahlen eingebettet waren. Die fingerartigen Strukturen in der Flosse ähneln dabei den Fingerknochen in den Händen der meisten heutigen Tiere”, sagt Long. “Dieser Befund belegt den Ursprung der Fingerstrukturen bei Fischen und zeigt, dass das Strukturmuster der Wirbeltierhand entstand, kurz bevor die Fische das Wasser verließen”, so der Paläontologe.
