Warum ist der 3 Meter große entfernte Verwandte des Menschen ausgestorben? Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass es an „schlechter Ernährung“ liegt

Ein Paläontologe sagte einmal, das Entdecken von Geheimnissen in Fossilien sei wie das Lösen von Sherlock Holmes-Fällen.

Wie verstehen Sie diesen Satz? Vielleicht bedeutet es, dass Wissenschaftler mit Hilfe von Fossilien und modernen Analysemethoden die Möglichkeit haben, durch Zeit und Raum zu reisen und zum „Tatort“ zurückzukehren.

Unter den verschiedenen „Fällen“ erregen immer wieder „Familienaussterbefälle“ (biologische Aussterbeereignisse) die Aufmerksamkeit. Beispielsweise stand das Aussterben der Dinosaurier schon immer im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit aller. Es ist jedoch schwierig, die genaue Ursache für das Aussterben einer bestimmten Art zu bestimmen, insbesondere bei einer Art, für die es relativ wenige fossile Belege gibt, wie etwa beim Protagonisten des heutigen Artikels – Gigantopithecus brevis.

Kürzlich hat ein Team von Wissenschaftlern aus China, Australien und den Vereinigten Staaten das Rätsel um das Aussterben des Gigantopithecus brevis gelöst, der in Guangxi, meinem Heimatland, lebte. Die Forschungsergebnisse wurden in der renommierten internationalen Fachzeitschrift Nature veröffentlicht.

Wie verlief diesmal der Prozess der „Lösung des Falls“?

Warum ist der drei Meter große Riesenaffe ausgestorben? Es war immer ein Mysterium

Zuerst müssen wir das „Opfer“ kennenlernen, das folgendes ist:

Rekonstruktion von Gigantopithecus brevis (Bildnachweis: Garcia / Joannes-Boyau)

Die Geschichte der Entdeckung von Gigantopithecus bu hat viele Wendungen:

Im Jahr 1935 fand der niederländische Paläoanthropologe Franz Koenig in einem Geschäft für chinesische Apotheke in Hongkong einen Zahn. Er ähnelte stark einem menschlichen Backenzahn, war jedoch fast doppelt so groß wie die heutigen menschlichen Zähne. Nach einem Vergleich glaubte er, dass die Zähne von Affen stammten. Zum Gedenken an den kanadischen Anatomen David Brown, der dem Peking-Menschen den wissenschaftlichen Namen gab, nannte er den „Besitzer“ des Zahns Gigantopithecus brassinoides.

Lange Zeit nach der Namensgebung konnte man den Ursprung von Gigantopithecus brevis nicht herausfinden. Im Jahr 1955 entdeckte der chinesische Gelehrte Pei Wenzhong bei einer Untersuchung in Guangxi die Zahnfossilien des Gigantopithecus in einer schwarzen Höhle im Kreis Daxin. Daraus erfuhren wir schließlich, dass Gigantopithecus aus den Höhlen im Süden Chinas stammte. Anschließend entdeckten chinesische Wissenschaftler mehrere Höhlen in Guangxi, darunter die Liucheng-Gigantopithecus-Höhle, die Fossilien des Gigantopithecus brevis (und natürlich Fossilien vieler anderer Arten) enthielt, und fanden insgesamt 4 Unterkiefer und mehr als 2.000 Zähne.

Karstlandschaft in Chongzuo, Guangxi (Foto von Zhang Yingqi)

Heute weiß man , dass Gigantopithecus vor mehr als zwei Millionen Jahren im Karstgebiet Südchinas lebte. Man kann sagen, dass sie die größten Primaten der Erdgeschichte sind. Ihre aufrechte Höhe kann bis zu 3 Meter und ihr Maximalgewicht bis zu 300 Kilogramm betragen. (Erinnern Sie sich an King Kong im Film?)

Diese Giganten sind weder direkte Vorfahren des Menschen noch Seitenzweige (nahe Verwandte) des Menschen. Er ist ein enger Verwandter der heute in Südostasien beheimateten Orang-Utans und gehört zur gleichen Unterfamilie wie die Gorillas. Mit dem modernen Menschen, der wiederum zur Unterfamilie der Hominiden gehört, ist er nur entfernt verwandt.

(Bildquelle: Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie)

Doch dieser entfernte Verwandte war früheren Untersuchungen zufolge bereits ausgestorben, bevor der Mensch in das Gebiet kam. Bis heute können lediglich etwa 2.000 Zähne und vier unvollständige Kiefer ihre Existenz belegen.

Andere Primaten, die damals in der gleichen Gegend lebten, passten sich erfolgreich an die Umwelt an und vermehrten sich, und ihre nahen Verwandten, die Orang-Utans, haben bis heute überlebt. Warum ist Gigantopithecus ausgestorben?

Man kann sagen, dass dieses Problem in dieser Disziplin schon immer ein erschreckender ungelöster Fall war. Obwohl das Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften seit mehr als zehn Jahren systematische Untersuchungen in dem Gebiet durchführt und weitere fossile Beweise für Gigantopithecus gesammelt hat, gibt uns die Ursache seines Aussterbens noch immer Rätsel auf, da gezielte systematische Datierungen und paläoökologische Analysen mit klaren Altersspannen fehlen.

Multidisziplinäre „Untersuchung“ zur Rekonstruktion des „Tatorts“ vor Hunderttausenden von Jahren

Die zahlreichen entscheidenden Beweise, die das Rätsel um das Aussterben des Gigantopithecus endgültig lösten, stammten aus einer komplexen, multidisziplinären, umfassenden Studie.

Das Forschungsprinzip scheint nicht „komplex“ zu sein und lässt sich mit einem einzigen Bild erklären: Man muss Fossilien und Ablagerungen von Pflanzen und Tieren aus der gleichen Zeit finden wie die Riesenaffen, ihr Alter bestimmen, auf dieser Grundlage die damalige Umwelt rekonstruieren und dann das damalige Fressverhalten der Riesenaffen reproduzieren, um ein vollständigeres ökologisches Bild der Blütezeit, der Übergangsphase, des Aussterbefensters (Zeitraum bis zum Aussterben der Art) des Überlebens der Riesenaffen und der Zeit nach dem Aussterben zu zeichnen und schließlich die Gründe für ihr Aussterben abzuleiten.

(Bildquelle: Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie)

Der Grund für die Bezeichnung „komplex“ liegt darin, dass diese Forschung die Sammlung multidisziplinärer Proben und den Einsatz multidisziplinärer Methoden zum Testen und Analysieren erfordert. Zu den an der Forschung beteiligten Personen zählen nicht nur Paläontologen, sondern auch Geologen und sogar Kletterexperten ... Zhang Yingqis Forschungsteam vom Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften arbeitete mit mehreren wissenschaftlichen Forschungsteams aus Australien, den Vereinigten Staaten und anderen Orten zusammen, um uns ein trauriges Lied des Gigantopithecus zu zeigen, der allmählich im langen Fluss der Geschichte verschwindet.

In dieser Studie verwendete Forschungsmethoden (Foto bereitgestellt von Pan Yue)

Schritt eins: Sammeln Sie Proben, fliegen Sie über Klippen, laufen Sie auf Wänden und erkunden Sie Höhlen.

Seit 2015 führt das Forschungsteam von Zhang Yingqi in Chongzuo, Guangxi, eine „teppichartige“ Höhlenuntersuchung durch, um weitere fossile Hinweise auf Gigantopithecus zu finden. Das Team erforschte und fasste schrittweise die „Methode zur Untersuchung von Klippenhöhlen“ zusammen, die für die Karstgipfelwälder und Gipfelcluster-Landformen in Guangxi geeignet ist . Die Anwendung dieser Methode ermöglicht es dem Forschungsteam, Höhlenerkundungen, -bewertungen und -grabungen effizient und systematisch durchzuführen.

Untersuchung von Felshöhlen und Ausgrabungsszenen in den Höhlen (Foto: Zhang Yingqi)

Um weitere Fossilien zu finden, wird das Forscherteam keine Höhlen auswählen, die leicht zugänglich sind (die Fundstätten dort sind längst zerstört), sondern nach Höhlen an Klippen suchen, die für normale Menschen unzugänglich sind. Nur hier gibt es möglicherweise Ablagerungen und Fossilien, die nicht vom Menschen zerstört wurden, wie zum Beispiel dieses:

Quelle: Zur Verfügung gestellt von Zhang Yingqi

Findest du „Cliff Walking“ cool? Nicht wirklich, wenn Sie nicht aufpassen, bleiben Sie an der Klippe hängen …

Nach jahrelanger Erkundung wählte das Forschungsteam aus regionaler Perspektive insgesamt 22 zwischen 1999 und 2020 in der Autonomen Region Guangxi Zhuang entdeckte Höhlenfossilienfundstätten für eine systematische Probenentnahme aus. Die Studie umfasste 11 Standorte, an denen Gigantopithecus-Fossilien gefunden wurden, sowie 11 spätere Standorte, an denen keine Gigantopithecus-Fossilien gefunden wurden (sie dienten als Kontrollgruppe für die vorherigen 11 Standorte).

Der zweite Schritt ist die Erkennungs- und Analysephase.

Das Forschungsteam wandte sechs unabhängige Datierungstechniken auf die fossilhaltigen Ablagerungen und die Fossilien selbst an und erhielt insgesamt 157 radioaktive Datierungsergebnisse. Diese Datierungsdaten, kombiniert mit den Analyseergebnissen von acht Aspekten, darunter Pollen, Säugetierpopulationen, stabile Zahnisotope, Spurenelemente, Mikroverschleißspuren usw., liefern uns ein umfassendes Bild der Ursachen und Folgen des Aussterbens des Gigantopithecus. (Sechs australische Universitäten waren im Forschungsteam gemeinsam an der Verarbeitung, Prüfung und Analyse der Proben beteiligt.)

In dieser Studie verwendete Forschungsmethoden (Bildquelle: Pan Yue)

1. Altersbestimmung zur Festlegung des Aussterbefensters

In dem riesigen Datensatz dieser Studie sind die Datierungsergebnisse von entscheidender Bedeutung und sie bilden den Ausgangspunkt und Eckpfeiler der gesamten Studie. Die genaue Ursache für das Aussterben einer Art herauszufinden, ist bereits eine beträchtliche Herausforderung. Zuvor kann nur durch die Bestimmung des letzten Auftretens der Art im Fossilienbestand ein klarer Zeitrahmen erstellt werden, um die ursprüngliche Umwelt zu rekonstruieren und das Fressverhalten innerhalb dieses Rahmens wiederherzustellen. Im Gegenteil: Ohne die Unterstützung zuverlässiger Datierungsdaten besteht die Gefahr, dass entsprechende Forschungen durch falsche Hinweise im falschen Zeitraum in die Irre geführt werden.

Das Forschungsteam wandte sechs unabhängige Datierungstechniken auf fossilhaltige Ablagerungen und die Fossilien selbst an und erhielt 157 radioaktive Datierungsergebnisse.

Bei der Lumineszenzdatierung werden die lichtempfindlichen Signale in den Ablagerungen gemessen, in denen die Gigantopithecus-Fossilien begraben sind . Es handelt sich um die in dieser Studie hauptsächlich verwendete Datierungstechnik, ergänzt durch die Schmelz-Datierungsmethode (US) und die kombinierte Uran-Elektronenspinresonanz-Methode (US-ESR) zur direkten Datierung von Gigantopithecus-Zahnfossilien. Durch die direkte Datierung von Fossilien wird sichergestellt, dass ihr Alter durch die Lumineszenzdatierung der Ablagerungen, in denen sie vergraben wurden, bestätigt wird.

Auf diese Weise wurde eine umfassende und zuverlässige Zeitleiste für das Aussterben des Gigantopithecus erstellt und anschließend auf Grundlage einer Bayes-Analyse das Aussterbefenster präzise auf 295.000 bis 215.000 Jahre vor heute festgelegt . Mit anderen Worten: Gigantopithecus starb in diesem Zeitraum allmählich aus.

2. Wie veränderte sich die Umwelt, als die Riesenaffen ausstarben?

Das Forschungsteam rekonstruierte durch detaillierte Analysen von Pollen, Holzkohle und Säugetierpopulationen die Umweltbedingungen, die zum endgültigen Aussterben des Gigantopithecus führten.

Die Lebensraumtypen der Tiergruppen in verschiedenen Stadien des Überlebens der Menschenaffen (Bildquelle: Originalarbeit)

Die Ergebnisse einer umfassenden Analyse zeigen , dass die Blütezeit des Gigantopithecus vor 2,3 bis 700.000 Jahren lag, als Gehölze einen großen Teil der Erde bedeckten und die Wälder üppig waren; Ihre Übergangsphase fand vor 700.000 bis 295.000 Jahren statt. In dieser Zeit verstärkten sich die klimatischen Schwankungen, die Struktur der Waldgesellschaften begann sich zu verändern, der Anteil nicht verholzender Pflanzen (wie Farne) nahm allmählich zu und die Umwelt begann vielfältiger zu werden. Vor etwa 200.000 Jahren befand man sich in der Spätphase des Aussterbens der Riesenaffen. Die Wälder verloren an Bedeutung, die Umwelt wurde offener und trockener und die Graslandfläche nahm deutlich zu.

Veränderungen in der Umwelt führen zwangsläufig zu Veränderungen in der „Ernährung“ der Riesenaffen.

3. Vom Wohlstand zum Niedergang aßen sie immer schlechter

Auch wenn es fast unglaublich ist, enthält Zahngewebe tatsächlich umfangreiche Informationen über das Fressverhalten von Arten, die uns dabei helfen können, ihre Anpassungsfähigkeit an die Umwelt, die Vielfalt ihrer Nahrungsressourcen, die Regelmäßigkeit ihres Fressverhaltens usw. besser zu verstehen.

Das Team führte eine Spurenelement- und Mikroverschleiß-Texturanalyse an den Zähnen des Riesenaffen durch.

Früheren Untersuchungen zufolge können in den Zähnen abgelagerte Spurenelemente Aufschluss über die Vielfalt der den Tieren zur Verfügung stehenden Nahrung geben . Wenn im Zahnschmelz deutliche Streifen aus Strontium (Sr) und Barium (Ba) erscheinen, ist dies ein Beweis dafür, dass das Tier nicht nur reichlich, sondern auch abwechslungsreiches Futter zur Verfügung hat. Wenn hingegen deutliche Streifen aus Blei erscheinen, ist dies ein Beweis dafür, dass das Tier regelmäßig Zugang zu Wasser hat. Die Mikroverschleißstruktur des Zahnschmelzes hängt von der Art der Nahrung ab, die das Tier zu sich nimmt .

Das Forschungsteam stellte fest, dass Gigantopithecus während der Blütezeit mehrere klare synchrone Sr/Ca- und Ba/Ca-Bänder in seinem Zahnschmelz und Dentin aufwies, diese sich jedoch beim Annähern an das Aussterbefenster in weniger deutliche diffuse Bänder verwandelten. Darüber hinaus sind in den Zähnen des Gigantopithecus während der Blütezeit deutliche Bleibänder zu erkennen, die während des Aussterbezeitraums jedoch weniger deutlich wurden. Die Ergebnisse der Mikroverschleißanalyse zeigen außerdem, dass es in den Ernährungsgewohnheiten des Gigantopithecus während seiner Blütezeit und kurz vor dem Aussterben deutliche Unterschiede gab.

Die Wahrheit: Der „wählerische“ Riesenaffe starb in einer sich verändernden Umgebung

Die Ergebnisse dieser umfassenden Studie zeigen, dass Gigantopithecus vor 295.000 bis 215.000 Jahren ausgestorben ist, also viel früher als bisher angenommen. Vor 2,3 bis 700.000 Jahren lebten sie in Wäldern, in denen es reichlich und vielfältige Nahrungsressourcen gab.

Vor 700.000 bis 600.000 Jahren begann sich die Struktur der Waldgesellschaften zu verändern, da die Saisonalität zunahm und die Umwelt vielfältiger wurde.

Zu dieser Zeit wurde das „Essproblem“ des Gigantopithecus immer ernster.

Der Datensatz enthält die Veränderungen im Laufe der Zeit (Zeiteinheit: ka Jahrtausend) (Bild aus dem Originaltext)

Die von Gigantopithecus bevorzugten Nahrungsquellen sind hauptsächlich Holzpflanzen wie Blätter, Blüten und Früchte. Nach der Abholzung der Wälder wird es unweigerlich zu Nahrungsmittelknappheit kommen. Die alternativen Nahrungsmittel, auf die sie zurückgreifen, sind ballaststoffreich, aber nährstoffarm, was die Vielfalt ihrer Nahrung stark einschränkt.

Trotzdem wurden sie größer und schwerfälliger und der geographische Aktionsradius ihrer Nahrungsaktivitäten wurde erheblich eingeschränkt. Daher ist die Population seit langem einem Überlebensdruck ausgesetzt und schrumpft kontinuierlich, was schließlich zum Aussterben führt. Mit den veränderten Lebensbedingungen wurden die Orang-Utans, nahe Verwandte des Gigantopithecus, kleiner und flexibler und änderten auch ihr Fressverhalten und ihre Lebensraumpräferenzen, wodurch sie die veränderten Umweltbedingungen überleben konnten.

Die Aufklärung des Gigantopithecus brucei für uns

Orang-Utans können als „fortgeschrittene Menschen“ betrachtet werden, die über flexiblere Überlebensstrategien und die Fähigkeit verfügen, sich schnell an Veränderungen in der Umwelt anzupassen. Gigantopithecus war eher ein „Einzelgänger“, der mit seinen Kräften am Ende war und nicht mit der Masse mitgehen wollte. Vielleicht waren es diese Sturheit und dieser Konservatismus, die zu seinem Untergang führten.

Rekonstruktion der Lebensszene des Menschenaffen (Foto: Garcia / Joannes-Boyau)

Da es keine fossilen Schädel- und postkraniellen Skelettfunde gibt, wissen wir noch immer sehr wenig über diesen großen entfernten Verwandten. Lebten sie in Bäumen oder auf dem Boden? Welches Verdrängungsverhalten wird angenommen? Welche Position nimmt es im phylogenetischen Baum ein? Warum verändert sich ihre Körperform? Um viele Fragen wie diese beantworten zu können, müssen wir in der Zukunft auf die Entdeckung weiterer wichtiger Fossilienbeweise warten.

Angesichts der drohenden Gefahr eines sechsten Massenaussterbens ist es heute unerlässlich, dass wir verstehen, warum Arten aussterben. Wie die Geschichte des Aussterbens des Gigantopithecus brevis zeigt, wird die Erforschung der Ursachen ungeklärter Aussterbeereignisse der Vergangenheit neue Ansatzpunkte und Erkenntnisse für unser Verständnis der Widerstandsfähigkeit von Primaten in der Vergangenheit und in der Zukunft sowie des Schicksals anderer Großtiere liefern .

Informationen zum Artikel: Der Forscher Zhang Yingqi ist der Co-Erstautor und Co-Korrespondenzautor des Artikels, und der Doktorand Pan Yue vom Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie ist der Co-Autor. Diese Forschung wurde vom Australian Research Council und der Chinesischen Akademie der Wissenschaften finanziert. Herr Cui Qingwu von Beijing Cave Exploration bietet dem wissenschaftlichen Forschungsteam während der Feldexpedition professionelle technische Unterstützung wie SRT und Felsklettern.

Geschrieben von: Zhang Wentao

Begutachtet von: Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Dieser Artikel stammt vom öffentlichen Konto „Science Academy“. Bitte geben Sie beim Nachdruck die Quelle des öffentlichen Kontos an.