Die Enthüllung des Drachen: Wie Tintenfische zu köstlichen Speisen wurden | Paläontologische Rhapsodie

Autor: Wang Guanqun, Pan Haochen, Fang Xiang (Nanjing Institut für Geologie und Paläontologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften)

Der Artikel stammt vom offiziellen Account der Science Academy (ID: kexuedayuan)

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In der letzten Ausgabe haben wir über die letzten goldenen Tage der gepanzerten Kavallerieammoniten unter den Kopffüßern gesprochen (klicken Sie hier, wenn Sie es verpasst haben!). In dieser Ausgabe spricht Lao Wang mit Ihnen über den wahren Teufel unter den Kopffüßern, der derzeit in den Ozeanen grassiert: Coleoidea.

Was sind scheidenförmige Arten? Das typische Beispiel ist Tintenfisch! Lao Wang steht schon am Grillstand: „Chef! Noch ein Spieß mit gegrilltem Tintenfisch! Ich will ihn scharf!“

Scharfer Tintenfisch (Fotoquelle: Peninsula Morning Post)

Einige dieser Cthulhu-Prototypen haben die äußere Schale inzwischen vollständig abgelegt, während andere die innere Schale als Stütze für den Körper behalten haben. Was die gepanzerten Gruppen betrifft, so können sie entweder nur in Tausenden von stratigraphischen Büchern nachgewiesen werden, wie Ammoniten, oder sie sind wie Nautilus zurückgegangen, und es sind nur noch zwei Gattungen und sechs Arten übrig. Wie die prächtigen Rüstungen, die mit mächtigen Schusswaffen in ein Museum geschossen werden, erzählen sie im letzten Stück reservierten Raum von ihrer glorreichen Vergangenheit.

Allerdings hatten diese gepanzerten Kreaturen nicht die Absicht, sich aufs Land zurückzuziehen und dort ihren Ruhestand zu genießen. Stattdessen wurden sie immer raffinierter und kämpften gegen die Wirbeltiere, ihre lebenslangen Feinde. Nachdem das verheerende Massenaussterben am Ende der Kreidezeit die Legende vom goldenen Panzer der Ammoniten beendete, bestiegen die Coleidae endgültig den Thron und sind heute die letzte Molluskenart im Ozean.

Einige Abbildungen hüllenförmiger Organismen (Quelle: Künstlerische Formen der Natur (1904) von Ernst Haeckel)

Mein Schild ist so stark, dass nichts ihn durchdringen kann.

Nach der Umgestaltung der Außenschale durch ihre Kopffüßer-Vorfahren im Kambrium diente der Panzer der Kopffüßer nicht nur einem einfachen Verteidigungszweck, sondern verfügte auch über ein einzigartiges Auftriebssystem, das es den Kopffüßern ermöglichte, sich im Chaos des Kambriums einen blutigen Weg zu bahnen. Die bahnbrechende Innovation im Rüstungsbereich begründete den Ruhm schwerer Rüstungen für die nächsten Hunderte von Millionen Jahren. Im frühen Paläozoikum, als die ersten Raubtiere auftauchten, war dieser hochfunktionelle Panzer tatsächlich viel nützlicher als die Schalen anderer Weichtiere, die nur zum Selbstschutz dienten. Mit der Zeit wurden jedoch die Nachteile dieser Rüstung deutlich.

Einzigartiges Auftriebspanzersystem, die Struktur der lebenden Nautilus (Bildquelle: Referenz [2])

Einerseits wird der Panzer des Kopffüßers mit zunehmendem Wachstum immer größer und der geschlossene Kegelteil, der für die Kontrolle des spezifischen Gewichts verantwortlich ist, wird immer länger, was den Panzer am Ende zerbrechlicher macht. Als die oft mehrere Meter langen Monster des Ordoviziums begannen, im Meer um sich zu greifen, wurde dieser Verteidigungsnachteil immer deutlicher.

Andererseits waren Kopffüßer mit funktionellem Panzer zwar immer die Gewinner an der Spitze der Nahrungskette, doch der enorme Kraftvorteil, den ihnen der Panzer verschafft, ermöglicht es Kopffüßern, Dimensionsreduktionsangriffe auf andere Weichtier-Landsleute durchzuführen und sich so in die Reihen der fleischfressenden Raubtiere einzureihen. Allerdings stellen die Wartung und Beschädigung von Powerrüstungen immer noch ein großes Problem dar, das nicht ignoriert werden kann. Bei anderen Weichtieren bedeutet eine beschädigte Schale eine gewisse Einschränkung ihrer Abwehrkräfte, die jedoch nach einer Weile nachwachsen kann. Ist die Kraftpanzerung des Kopffüßers erst einmal beschädigt, lassen sich die daraus resultierenden Undichtigkeiten und das Ungleichgewicht der Schwerkraft nicht so leicht reparieren. Auf Dauer können die Auswirkungen dieser Fragmentierung auf die sportliche Leistungsfähigkeit fatal sein. Der aufrechte Panzer früher Kopffüßer erhöhte die Wahrscheinlichkeit eines Risikos und erschwerte zudem die Drehbewegung der Kopffüßer.

Ein ordovizischer Riesenendodontit, der die Gefahren seiner extrem langen Schale zeigt (Bildquelle: Referenz [3])

Nachdem sie dieses Problem entdeckt hatten, entschieden sich Ammoniten und Nautilusse für eine Methode, die nur die Symptome, nicht aber die Grundursache behandelte: Sie drehten die Schale nach innen und begannen ein spiralförmiges Leben. Diese Methode, ähnlich einer Dauerwelle, verbessert die Stabilität und Flexibilität der Schalenstruktur.

Allerdings ist die Existenz der Schale immer noch ein Problem, das nicht vollständig gelöst werden kann. Als Raubtiere stellten die Kopffüßer bald fest, dass der starke Schild, mit dem sie sich einst geschützt hatten, zu einer Belastung wurde, insbesondere nachdem ihre natürlichen Feinde, die Wirbeltiere, auftauchten und Kiefer entwickelten. Die äußere Hülle bietet in vielen Fällen nicht nur keinen Schutz, sie schränkt auch die körperliche Entwicklung gepanzerter Krieger ein, was wiederum die Entwicklung von Raubtierwaffen beeinträchtigt.

Infolgedessen war der „Schild“ kein absoluter Schutz mehr, den „nichts durchdringen kann“, sondern wurde zu einem zweischneidigen Schwert, unter dem diese Soldaten in den kommenden Jahren leiden mussten. Die aufstrebenden Kopffüßer, die Schuppenfüßler, wählten eine völlig andere Strategie – sie fanden einen Weg, die Schale nach innen zu verlagern und ihren eigenen weichen Körper zum Schutz der Schale zu verwenden, die einst zu ihrem eigenen Schutz diente (Achtung, Matrjoschkas!).

Abbildung 3. Frühe Ammoniten, die im Devon zu permen begannen (Bildquelle: Referenz [4])

Eine unerwartete Wurst

Die ersten, denen dies gelang, waren allerdings nicht die Sphingiden, sondern ein seltsamer Kopffüßer namens Sphooceras aus dem Silur. Hinsichtlich der Schalenstruktur unterscheidet sich Sphooceras nicht von gewöhnlichen orthorhombischen Steinen. Allerdings weist sein Körper als Erwachsener keine spitze, pagodenförmige Spitze auf, sondern eine abgerundete und stumpfe Spitze. Forscher fanden heraus, dass die Jungtiere noch über einen Protochonch (die erste Schale, die das Baby entwickelt) verfügen, am Körper des erwachsenen Tieres wurden jedoch nie Spuren dieses Protochonch gefunden. Gleichzeitig nimmt die Zahl der Luftkammern in seinem erwachsenen Körper nicht wie bei anderen Kopffüßern zu, sondern bleibt auf einem bestimmten Niveau. Dies bedeutet, dass das Tier, wenn der Panzer eine bestimmte Länge erreicht hat, automatisch den oberen Teil abwirft. Dadurch wird sichergestellt, dass sein Panzer nicht zu lang wird und seine Bewegung nicht beeinträchtigt.

Noch bizarrer ist, dass es, wenn es erwachsen wird, seinen Panzer mit seinem Mantel umhüllt, sodass es wie eine Wurst aussieht. Da ich den chinesischen Namen nicht finden kann, nenne ich ihn einfach „Wurst-Eckstein“. Als „Pionier der inneren Schalenreform“ unter den Nautilussen waren die Versuche des „Wursthornsteins“ nicht erfolgreich. Obwohl dadurch die Mängel eines kleinen Teils der Hülle in begrenztem Umfang behoben wurden, handelte es sich lediglich um eine vorübergehende Lösung und nicht um eine grundlegende Lösung. Nach dem Aufkommen von Fischen mit zusätzlichen Kiefern wurde daraus eine echte Wurst, an der sich Fische gütlich tun konnten.

Schematische Darstellung der heroischen Amputation von Sphooceras (Foto: Vojtěch Turek)

Rekonstruktion der silurischen Wurst Sphooceras (Foto: Franz Anthony)

Das Zeitalter der Entdeckungen: Der Drache holt aus der Scheide

Die Erfindung der Kiefer bei den silurischen Fischen war für fast alle ihrer marinen Rivalen ein schwerer Schlag. Der darauf folgende Wohlstand der Fische im Devon veranlasste ihre Konkurrenten zu Neuerungen: Einige gingen an Land, um der scharfen Kante der Fische auszuweichen, während andere Veränderungen an ihrer eigenen Struktur vornahmen.

In dieser Zeit wurden Ammoniten geboren, eine Gruppe von Kopffüßern, die sich durch schnelles Wachstum und massive Vermehrung in die „Kakerlaken der Kopffüßer“ verwandelten (solange ich mehr gebäre, als du isst~). Die Wirbeltiere hielten sich jedoch an das Credo „Niemand darf zurückgelassen werden“ und entsandten im späten Devon Landungstruppen. Außerdem entwickelten sie im Karbon Amnioneier (eine Struktur, die die Eier vor mechanischer Beschädigung, Wasserverlust und mikrobieller Invasion schützen kann und ihnen hilft, den Gasaustausch mit der Außenwelt aufrechtzuerhalten), was eine normale Fortpflanzung an Land ermöglichte und den Wunsch nach der Eroberung des Landes in die Tat umsetzte.

Anschließend richtete diese mächtige Armee, die an Land gestählt worden war, ihren Blick erneut auf den weiten Ozean. Nach ersten Versuchen im Perm kam es zu einem Massenaussterben. Auch auf der Welt begann ein neues Leben, als die Vulkanausbrüche und Magmawellen am Ende des Perm allmählich nachließen und damit das Zeitalter der Entdeckungen ankündigten.

Das Zeitalter der Entdeckungen im beliebten Manga One Piece (Bildquelle: Internet)

Landwirbeltiere, vertreten durch Reptilien, begannen im Mesozoikum in großem Umfang in die Ozeane einzudringen. Nach und nach tauchten Ichthyosaurier, Plesiosaurier und Mosasaurier auf, und auch Schildkröten, Landschildkröten, Archosaurier usw. begannen, in großer Zahl ins Meer zu gehen. So wie man durch das Finden des One Piece (des legendären Reichtums im Comic „One Piece“) zum Piratenkönig werden konnte, stürmten sie weiterhin das Meer und verwandelten den Ozean des Mesozoikums in ein wahres Monsteraquarium. Diese Monster, die den Höllenmodus an Land erlebt haben, sind im einfachen Modus des Ozeans wie ein Fisch im Wasser – ihre Körper wachsen schnell und ihre flexiblen Kiefer und starken Zähne, die sich an Land entwickelt haben, um sich an ihre komplexe Ernährung anzupassen, lassen alle Arten von Meereslebewesen die Verzweiflung von „Eiern, die gegen Steine ​​kämpfen“ spüren.

Die sorgfältig konstruierte Panzerung der Kopffüßer mag zwar ausreichen, um sich gegen die Kiefer der Fische zu behaupten, aber gegen diese Drachen aus einer „anderen Welt“ (Land) wäre sie kein Gegner. Kopffüßer hinken im Technologiebaum bereits eine Ära hinterher, genau wie China, das in der Ming-Dynastie über die erste reine Feuerwaffeneinheit der Welt, die Shenjiying, verfügte, in der späten Qing-Dynastie jedoch von ausländischen Gewehren und Kanonen in Stücke gerissen wurde. Nachdem sie aus ihren Fehlern gelernt hatten, erkannten die „einsichtigen“ scheidenförmigen Spezies, dass es an der Zeit war, ihre Rüstung abzulegen und „von den Barbaren zu lernen, um sie zu besiegen“.

Abbildung 6. Der spezialisierte Mosasaurier in Jurassic World. Obwohl seine Größe übertrieben ist, hat er im Ozean immer noch keine Rivalen (Bildquelle: Der Film „Jurassic World“)

Der Kopf kann abgeschnitten und Blut kann vergossen werden, aber die Position in der Nahrungskette kann nicht verloren gehen! Kopffüßer verbringen ihr ganzes Leben damit, Wege zu finden, mit dem enormen Raubdruck durch Wirbeltiere fertig zu werden. Verglichen mit der „Meer-aus-Chrysanthemen-Taktik“ der Ammoniten, die durch Quantität gewinnen, haben die ruhigeren umhüllten Arten eine klare strategische Idee, die darin besteht, hart daran zu arbeiten, ihre Angriffs- und Bewegungsfähigkeiten zu verbessern – Muscheln und dergleichen sind überhaupt nicht wichtig, wenn sie meine Bewegung und meinen Angriff behindern, werfe ich sie einfach weg.

Auf dem Weg der Innovation bei hüllenförmigen Geräten sind viele fortschrittliche Modelle entstanden. Die älteste scheidenförmige Klasse sind die Belemnoidea, die im Karbon auftraten. Sie sind berühmt für ihre pfeilähnlichen integrierten Scheiden (Gladius). Unter ihnen waren die Hematitida die ersten, die die Schale in ihren Körper einführten, was zweifellos ein mutiger Versuch war. Wird jedoch nur die Schale verinnerlicht, nimmt sie am üppigen Festmahl der Meereswurst teil, genau wie der Kopffüßer Sphooceras (den die Autoren „Wursthornstein“ nannten).

Tatsächlich aber verringerte sich die Größe des Panzers erheblich, nachdem die Thecaeformes ihn in ihren Körper gestopft hatten, und sogar die Zusammensetzung der Hülle änderte sich zu leichterem Chitin, wodurch die Thecaeformes weitaus flexibler wurden als ihre Artgenossen. Nachdem sie ihre Kalkschalen abgelegt hatten, die dem enormen Wasserdruck nicht standhalten konnten, erlangten die Käfer die Fähigkeit, die Tiefsee zu erkunden. Dies legte auch den Grundstein dafür, dass die Oktopusse und Zehnfußkrebse der Familie dem Aussterben in der Kreidezeit entgingen.

Das älteste bekannte Fossil der scheidenförmigen Gattung Gordoniconus beargulchensis ist ein Belemnit (Bildquelle: Referenz [7])

Römisches Gladius

Hüllen mehrerer Kopffüßer a, Oegopsid (Oegopsidae); b, Loliginid (Tintenfisch); c, Sepiolid (Sepiotrix); d, Vampyromorph (Vampyromorph) (Bildquelle: Referenz [5])

Mein Speer ist so scharf, dass er alles durchdringen kann.

Nachdem das Problem der „Hülle“ gelöst war, begann Scalyx, seine ganze Energie den Waffen zu widmen.

Erstens ist da die Entwicklung des Handgelenks. Im Vergleich zu den zarten Tentakeln der Nautilus sind die scheidenförmigen Tentakeln die wahren Arme Cthulhus. Diese Tentakeln haben Saugnäpfe und sogar Widerhaken und niemand möchte von ihnen innig umarmt werden. Gleichzeitig steigerten die Caeformes die Muskelkraft ihrer Tentakeln, sodass diese Einhornarme in Zukunft eine Delikatesse auf den Tischen der Menschen sein würden.

Der zweite Grund ist die Erfindung des Tintenbeutels. In den Hüllenfossilien aus dem Karbon haben Forscher bereits den Tintenbeutel entdeckt, eine „unethische Straßenkampfwaffe“. Dieser schmutzige Trick, der dem Streuen von Kalkpulver ähnelt, ist im gefährlichen Ozean immer noch wirksam. Natürlich würde es später „ein zweites Mal punkten“ und als Delikatesse auf den Tischen noch unethischerer Menschen landen, womit die Kopffüßer nie gerechnet hätten.

Der Widerhaken des Lightning Five Whip (Bildnachweis: Colossal-Squid-Museum des neuseeländischen Te Papa Tongarewa)

Passaloteuthis bisulcata aus der Jurazeit, mit blauem Tintenbeutel und rot markiertem Handgelenkshaken (Bildquelle: Wikipedia)

Auch im Hinblick auf das Antriebssystem wurden beim Manteltyp große Investitionen getätigt und Modifikationen vorgenommen. Der Muskelanteil des Mantels nimmt stark zu, nachdem er begonnen hat, die innere Schale zu umhüllen. Gleichzeitig kontrolliert der Scheidenfisch die Auswurffunktion durch die Muskelkontraktion des Mantels, wodurch die Stärke und Nachhaltigkeit des Auswurfs erheblich verbessert wird und der Scheidenfisch, der zuvor nur wie ein Xiangxi-Zombie auf und ab springen konnte, zu einem horizontalen Unterwassertorpedo wird. Darüber hinaus wachsen bei einigen Arten auf beiden Seiten des Mantels Flossen, die ihnen beim Schwimmen helfen können. Dieser Jet-Torpedo ist hinsichtlich seiner Beweglichkeit mindestens so leistungsfähig wie Wirbeltiere.

Mit der Verbesserung der Geschwindigkeits- und Kraftsysteme geht auch eine umfassende Verbesserung der Sehkraft und der Sinnesnerven einher, um mit den immer höheren Geschwindigkeiten und komplexen und vielfältigen Jagdumgebungen fertig zu werden. Befreit von den Zwängen der Schale kann der Körper auch größer werden, was den Kopffüßern mehr Raum zur Entwicklung ihrer Intelligenz gibt und sie zur intellektuellen Grenze unter den wirbellosen Tieren auf der Erde macht.

Ableitung der Änderung des Strahlmodus von mantelförmigen, beweglichen Strahlen (Bildquelle: Referenz [7])

Darüber hinaus beherrschen einige Spezies der Scheidenfamilie solche verabscheuungswürdigen Tricks wie Lumineszenz, Tarnung und Vergiftung bis zur Perfektion und wurden so zu den Sternenunsterblichen. Sogar ein Wirbeltier, das die Welt der Kampfkünste anführt, müsste angesichts eines Kampfkunstmeisters mit erstaunlicher Armstärke, einer Handvoll versteckter Waffen, extremer Intelligenz, tausend Meilen weiter Sicht, unbesiegbarer Leichtigkeit, beispiellosen Giftfähigkeiten (der Meister dieser vierstelligen Wörter hat sein gesamtes Lebenswissen aufgebraucht), der Fähigkeit, sich zu verkleiden, und einer Handvoll Limettenpulver an seiner Hüfte darüber nachdenken, ob „zwei Fäuste zehn Händen nicht gewachsen sind“. Bei den Kopffüßern stellt dieser Widerspruch allerdings überhaupt kein Problem dar, denn nach der großen Revolution in der Waffentechnik hatten die Caeformes ihre gepanzerten Artgenossen schon lange in den Speiseplan aufgenommen.

Und so kam es, dass die Ammoniten, nachdem die Natur am Ende der Kreidezeit erneut ihre Macht unter Beweis gestellt und die große Säuberung vollendet hatte, vollständig ausstarben. Sie konnten sich in der Tiefsee nur schwer verstecken und hatten unter der Erosion durch den sauren Regen Schwierigkeiten, Schalen zu entwickeln (ich kann nur sagen, dass die Nautilus Glück hatte, zu überleben). Im Gegensatz dazu wedeln die Oktopusse und Zehnfußkrebse der Schuppenfüßler, die den „unbeugsamen Geist“ der Kopffüßer geerbt haben, trotz zahlreicher Strapazen und Gefahren noch immer mit ihren furchterregenden Tentakeln, um die Spitze der Nahrungskette herauszufordern.

Offensichtlich gehört ihnen der Sieg – sie haben den menschlichen Magen erfolgreich erobert!

Farbwechselnder Oktopus (Fotoquelle: Sohu)

Ein Ammonit, der von seinen Artgenossen gefressen wurde (Bildquelle: Referenz [6])

Quellen:

[1] Kröger, B., Vinther, J., Fuchs, D., 2011. Ursprünge und Evolution der Kopffüßer: ein kongruentes Bild aus Fossilien, Entwicklung und Molekülen. Bioessays 33, 602–613.

[2] Zhang Yuandong, Zhan Renbin, Wang Zhihao, Yuan Wenwei, Fang Xiang, Liang Yan, Yan Kui, Wang Yujing, Liang Kun, Zhang Junpeng, Chen Tingen, Quan Zhouwan, Ma Xuan, Li Wenjie, Wu Xuejin, 2021. Atlas der ordovizischen Schichten und Standardfossilien Chinas. Hangzhou, Zhejiang University Press.

[3] Klug, C., De Baets, K., Kröger, B., Bell, MA, Korn, D., Payne, JL, 2015. Normale Riesen? Zeitliche und breite Verschiebungen des Gigantismus mariner Wirbelloser im Paläozoikum und des globalen Wandels. Lethaia, 48: 267–288.

[4] De Baets K., Klug, C. und Korn, D. 2011. Devonische Perlen und Koevolution von Ammonoiden und Endoparasiten. Acta Palaeonto−logica Polonica 56 (1): 159–180.

[5] Fuchs, D., Iba, Y. Die Gladii bei Coleoiden-Kopffüßern: Homologie, Parallelität oder Konvergenz? Swiss J Palaeontol 134, 187–197 (2015). https://doi.org/10.1007/s13358-015-0100-3.

[6] Klug, C., Schweigert, G., Tischlinger, H. et al. Fehlgeschlagene Beute oder eigenartige Nekrolyse? Isolierter Ammoniten-Weichkörper aus dem Oberjura von Eichstätt (Deutschland) mit vollständigem Verdauungstrakt und männlichen Geschlechtsorganen. Swiss J Palaeontol 140, 3 (2021).

[7] Klug, C., Landman, NH, Fuchs, D. et al. Anatomie und Evolution der ersten Coleoidea im Karbon. Commun Biol 2, 280 (2019).