Er ist eindeutig ein Landriese, aber beim Fressen verlässt er sich auf seine Nase! Der Grund dafür war der „Katalysator“ vor zig Millionen Jahren!

Elefanten sind die größten Landsäugetiere und ihre weichen und flexiblen Rüssel sind ein besonderer Blickfang. Frühere Studien haben gezeigt, dass frühe Elefanten nicht nur lange Rüssel, sondern auch lange Kiefer hatten. Allerdings verkürzte sich der lange Unterkiefer der Elefanten später unerwartet. Was ist der innere Mechanismus dieses legendären Evolutionsprozesses? Wie ernähren sich Elefanten mit ihren langen Rüsseln und langen Kiefern? Paläontologen konnten auf diese Fragen keine vernünftige Antwort geben.

Quelle: Tuchong Creative

Forscher vom Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und anderen Institutionen führten eingehende Untersuchungen an den Kiefern und Rüsseln früher Elefanten durch und enthüllten so die Ernährungsmethoden früher Elefanten und den einzigartigen Evolutionsprozess der damit verbundenen Organe. Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden am 28. November online in der internationalen Fachzeitschrift eLife veröffentlicht.

Untersuchungen zeigen, dass die Königsart der frühen Elefanten, der Schaufelzahnelefant mit seinem schaufelförmigen Kiefer, bereits im mittleren Miozän, dem Klimaoptimum vor 17 bis 15 Millionen Jahren, eine Ernährungsweise entwickelt hatte, bei der er sich mit seinem Rüssel um Pflanzen wickelte und sie mit seinem Kiefer abtrennte. Dies ist der früheste Beweis dafür, dass der Elefantenrüssel die Wickelfunktion erfüllen konnte.

Gleichzeitig führte das Forschungsteam auch eine vergleichende Studie zur funktionellen Morphologie von drei Haupttypen von Langkiefermastodonten durch: Schaufelzahnmastodont, Gomphotherium und Schweinsnasenmastodont. Die Ergebnisse zeigten, dass Schaufelzahnmammuts, Schweinszahnmammuts und Gomphotherium unterschiedliche Ernährungsmethoden und Lebensräume hatten.

Der Schaufelzahn lebte in einer relativ offenen Umgebung und sein Unterkiefer war nur zum Schneiden vertikal wachsender Pflanzen geeignet. Es hielt die Pflanzen mit seinem flexiblen Rüssel fest und schnitt dann mit seinem Unterkiefer horizontal. Diese Art der Fütterung war sehr effizient; Der Hogwarts-Wald lebte in einer relativ geschlossenen Umgebung und sein Unterkiefer war zum Schneiden horizontal oder schräg wachsender Äste geeignet. Es benutzte seinen Rüssel, um die Äste nach unten zu drücken, und schloss die Nahrungsaufnahme dann mit seinem Unterkiefer ab. Der Lebensraum des Gomphotheriums lag dazwischen oder überschnitt sich mit beiden. Seine Ernährungsgewohnheiten waren vielfältig und er zeigte eine gute Anpassungsfähigkeit sowohl an Wälder als auch an Grasland.

„Wir fanden heraus, dass der verlängerte Unterkiefer und die unteren Schneidezähne die wichtigsten Fressorgane der frühen Elefanten waren, während der Rüssel nur ein Hilfswerkzeug war. Frühe Elefanten mit unterschiedlicher Unterkiefermorphologie hatten unterschiedliche ökologische Anpassungsfähigkeiten.“ Wang Shiqi, Co-Autor des Artikels und Forscher am Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, sagte, dass sich der Schaufelzahnelefant besser an die relativ offene ökologische Umgebung anpassen konnte, als die ökologische Umgebung allmählich trockener und kälter wurde. Die Nahrungsaufnahme erfolgte durch krautige Pflanzen, was letztlich die Entwicklung der Greiffunktion und der Rüsselflexibilität förderte.

„Die Anpassungsfähigkeit des Fressverhaltens in offenen Umgebungen ist der Katalysator für die Evolution der Greiffunktion des Rüssels. In einer offenen ökologischen Umgebung wird die Fressfunktion von Elefanten vollständig auf den langen Rüssel übertragen, was schließlich zur Verkürzung der ursprünglichen Fressorgane – des Unterkiefers und der unteren Schneidezähne – führt.“ Wang Shiqi erklärte es weiter.

Der Herausgeber des eLife-Magazins würdigte diese Leistung in höchsten Tönen: „Diese Studie kombiniert mehrere hochmoderne Methoden und liefert in vielen Aspekten wie Ökomorphologie, Verhaltensökologie und Koevolutionsbiologie sehr überzeugende Ergebnisse.“ Auch die Gutachter lobten diese Arbeit in den höchsten Tönen: „Diese Studie enthält ausreichend Belege, schöne Illustrationen, ausreichende und detaillierte ergänzende Dateidaten sowie detaillierte und leicht verständliche dreidimensionale Modelle und animierte Videos. Dies ist von großer Bedeutung für das Verständnis der Vielfalt der Rüsseltiere und der Koevolution der Nahrungsorgane und bietet zudem eine solide Grundlage für die weitere Erforschung der Biowissenschaften und der Evolutionsbiologie.“

Deng Tao, Co-Autor des Artikels und Forscher am Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, sagte, diese Studie liefere wichtige Beweise für das Verständnis der Evolution und des ökologischen Hintergrunds des Rüssels und des Unterkiefers dieser wichtigen Elefantengruppe und liefere neue Erkenntnisse darüber, wie sich Rüsseltiere an die Umwelt anpassen und wie Umweltveränderungen die Evolution einzigartiger Organe beeinflussen.