Dieser kleine Fisch, der vor 300 Millionen Jahren lebte, hatte eine einzigartige Art der Fortpflanzung

Wenn es um die Fortpflanzungsmethoden von Fischen geht, denkt man oft an die Zierfische im Aquarium oder die Speisefische im Fischteich, die „Samen werfen“: Die überwiegende Mehrheit der bei uns vorkommenden Fische gehört zur Klasse der Strahlenflosser und damit zur höheren Ordnung der Knochenfische. Dies ist die am weitesten verbreitete Gruppe aller heute lebenden Fische und sogar Wirbeltiere. 99 % der über 30.000 existierenden Fischarten gehören zur Klasse der Strahlenflosser und machen etwa 50 % der existierenden Wirbeltierarten aus. Die überwiegende Mehrheit der Strahlenflosser vermehrt sich durch künstliche Befruchtung: Geschlechtsreife männliche und weibliche Fische geben Spermien und Eizellen ins Wasser ab, die sich im Wasser zu befruchteten Eiern verbinden.

Haben sich jedoch alle Fische von der Antike bis heute auf diese primitivere Weise fortgepflanzt? Ein seltsamer kleiner Fisch, der vor mehr als 300 Millionen Jahren lebte, könnte uns die Antwort geben.

Ein Clownfisch-Vater bewacht sein frisch geschlüpftes Kind (Vorsicht bei Trypophobie) | Silke Baron / Wikimedia Commons

Der kleine Kerl in voller Rüstung

Microbrachius, was „winzige Gliedmaßen“ bedeutet, lebte vom Amronium im Unterdevon vor 393,3 Millionen Jahren bis zum Givetium im Mitteldevon vor 382,7 Millionen Jahren im Süßwasser. Ihre Fossilien wurden in Schottland, Weißrussland, Estland und Yunnan, meinem Land, gefunden. Microbrachia gehören zur Klasse der Placoderms: einer alten, heute ausgestorbenen Fischgruppe, deren Körper zum Schutz von einem dicken Knochenpanzer bedeckt waren. Placodermen waren die ersten Wirbeltiere auf der Erde, die Ober- und Unterkiefer entwickelten. Sie blühten vom Mittelsilur bis zum Oberdevon und entwickelten sich zu Spitzenprädatoren wie dem über sechs Meter langen Dinichthys terrelli und riesigen Filtrierern wie dem Titanichthys, der den heute noch lebenden Walhaien ähnelte.

Im Vergleich zu diesen größeren Verwandten war der Microbrachia viel kleiner; die vordere Hälfte seines Körpers war mit einem Panzer bedeckt (der in den Fossilien erhaltene Teil) und nur 2 bis 4 cm lang. Aber blicken Sie deswegen nicht auf diese „kleinen Kerle“ herab: Die Ordnung Carcharodontosauria, zu der die Microbrachiata gehören, ist unter den Placodermen der Meister der Panzerungsstapelung: Ihre Köpfe und die vordere Hälfte ihres Rumpfes sind eng mit einem dicken Knochenpanzer umhüllt, wie eine Knochenschachtel, und sogar ihre Brustflossen sind mit harten Panzerplatten bedeckt. Für Süßwasserräuber ist es nicht leicht, die starke Abwehr des Microbrachiums zu durchbrechen.

Rekonstruktion von Microbrachius dicki | E. Mark-Kurik et al. / Estnische Zeitschrift für Geowissenschaften (2018)

Im Jahr 2013 entdeckten Paläontologen auf dem in Schottland ausgegrabenen Fossil eines Mikropteriden zwei seltsame kleine Knochenstäbe mit Rillen. Dies ist ein „Typ“ mit außergewöhnlicher Bedeutung.

Teil des Panzers von Microbrachius kedoae | E. Mark-Kurik et al. / Estnische Zeitschrift für Geowissenschaften (2018)

Orgel von historischer Bedeutung

Obwohl sich die überwiegende Mehrheit der existierenden Fische durch äußere Befruchtung fortpflanzt, gibt es Ausnahmen: Einige Arten der Strahlenflosser, wie etwa die Familie der Cyprinidae (darunter häufige Zierfische wie Guppys und Mollies sowie die berüchtigte invasive Art der Moskitofische) und die Familie der Carcharhiniformes, vermehren sich durch innere Befruchtung, während alle Mitglieder der höheren Klassen der Knorpelfische (darunter verschiedene Haie, Rochen, Stachelrochen und Chimären) eine innere Befruchtung nutzen.

Das gerillte Knochenstäbchen des Microbrachius weist große Ähnlichkeiten mit dem Kopulationsorgan männlicher Knorpelfische wie beispielsweise heutiger Haie auf, was darauf schließen lässt, dass sich der Microbrachius – und möglicherweise auch andere Placodermi – ebenfalls auf ähnliche Weise wie Knorpelfische paaren. Bei der Paarung bestehender Haie und Rochen beißt das Männchen mit seinen Zähnen in die Brustflossen des Weibchens, um sich an Ort und Stelle zu fixieren. Der Mund des Micropterus ist sehr klein, nur ein kleines Loch am Kopf, das fest von einer Knochenpanzerung umhüllt ist. Sein voll bewaffneter Körper, bedeckt mit Helm und Rüstung, ist extrem steif, genau wie der eines europäischen mittelalterlichen Ritters, der eine vollständige Plattenrüstung trägt. Es ist völlig unfähig, schwierige und flexible Bewegungen auszuführen.

Männliche Genitalien eines Mikrobrachiums | John Long et al. / Natur (2014)

Wie paaren sich männliche Microbrachia mit Weibchen? Das durch Knochenstäbe im Mikrobrachium gebildete Verbindungspaar erstreckt sich nach links und rechts und bildet mit dem Körper einen 90-Grad-Winkel. Gleichzeitig fanden Paläontologen auch zwei kleine Knochenplatten in der Kloake einiger fossiler Microbrachiata, die keinen Begattungsapparat hatten, möglicherweise ein Weibchen. Diese Merkmale lassen darauf schließen, dass sich männliche Microbrachia den Weibchen von der Seite nähern und sich mit ihnen in einer „Schulter-an-Schulter“-Position paaren.

An der Kloake des Microbrachius gefundene Knochenplatten könnten als Paarungshilfe gedient haben. John Long et al. / Natur (2014)

Künstlerische Darstellung einer Paarungspose eines Microbrachium | John Long et al. / Natur (2014)

Devonische Mutter

Die Existenz des Kopulationsorgans bei den Microbrachia zeigt, dass zumindest einige Placodermen eine innere Befruchtung durchführen können. Wie also zeugen sie Nachkommen?

Strahlenflosserfische, die innerlich befruchtet werden, vermehren sich normalerweise durch Ovoviviparie, indem sie Nachkommen zur Welt bringen. Die befruchteten Eier schlüpfen im Körper der Mutter und entwickeln sich zu unabhängig lebenden Larven, bevor sie außerhalb des Körpers freigesetzt werden. Knorpelfische vermehren sich auf drei verschiedene Arten: Einige Arten bringen lebende Junge zur Welt, andere produzieren große und kleine Mengen hartschaliger Eier und weiterentwickelte Arten (wie Carcharhinus und Sphyrna) bringen wie Säugetiere lebende Junge zur Welt. Nachdem der Embryo das gesamte Eigelb absorbiert hat, versorgt die Mutter den sich entwickelnden Embryo direkt mit Nährstoffen.

Genitalien von Fischen auf verschiedenen Zweigen des Evolutionsbaums | John Long et al. / Natur (2014)

Eine weitere Art von Placoderm wurde im späten Devon vor 380 Millionen Jahren in Westaustralien entdeckt: die Attenborough-Fischmutter Materpiscis attenboroughi. In seiner Bauchhöhle sind nicht nur Fossilien ungeborener Embryonen erhalten, sondern es sind auch Spuren pseudoplazentarer Strukturen zu sehen. Dies ist ein starker Beweis dafür, dass die frühen Placodermen bereits im Devon vor über 300 Millionen Jahren nicht nur in der Lage waren, sich durch innere Befruchtung zu paaren, sondern wie heutige höhere Knorpelfische auch durch Viviparie Nachkommen zeugten.

In der Bauchhöhle der Attenborough-Fischmutter ist noch das Skelett des Embryos zu sehen | Sularko Museum Victoria Abgeleitetes Werk MagentaGreen

Die Placodermi, die erste Generation der „dominanten“ Wirbeltiere auf der Erde, starben beim Massenaussterben am Ende des Devon aus und verschwanden für immer. Allerdings sind noch immer viele Geheimnisse über ihren besonderen Körperbau und ihre einzigartigen Lebensgewohnheiten tief in der Erde verborgen und warten darauf, von uns entdeckt zu werden.

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