Fischsaurier-Rätsel: Ihre Schädellängen liefen früh am weitesten auseinander, doch die Umweltdaten passen nicht

Wie berechnet man einen Höhepunkt, den niemand beobachtet hat? Und warum führen ausgerechnet die naheliegenden Spuren ins Leere?

Das Muster war bekannt, nur das Werkzeug fehlte

Im Fossilbericht taucht ein Muster immer wieder auf. Eine Tiergruppe entsteht und zeigt schon kurz nach ihrem Start die größte Bandbreite an Formen. Fachleute nennen das frühe hohe Disparität. Gemeint ist damit, dass sich die Tiere einer Gruppe gleich zu Beginn am stärksten im Körperbau unterscheiden.

Nach Angaben des Teams gab es bisher keine Methode, die solche Verläufe genau nachrechnen kann. Deshalb entwickelte es eine neue. Sie verbindet zwei bekannte Rechenmodelle der Evolution zu einem einzigen Verlauf.

Gaspedal und Bremse in einem Modell

Das erste Rechenmodell heißt „Early Burst“, auf Deutsch etwa „früher Ausbruch“. Damit entwickeln sich die Merkmale einer Gruppe am Anfang sehr schnell auseinander. Das zweite ist ein sogenanntes Ornstein-Uhlenbeck-Modell und wirkt wie eine Bremse, die die Unterschiede danach in Grenzen hält.

Zusammen zeichnen beide Modelle eine Kurve wie ein steiler Bergpfad. Zuerst klettern die Unterschiede im Körperbau rasant nach oben, und früh in der Geschichte der Gruppe ist der Gipfel erreicht. Danach geht es bergab, weil die Bremse die Unterschiede wieder zusammenzieht.

Im Schädeltest schlägt das neue Modell fast alle Rivalen

Als Testfall nahm das Team die Fischsaurier, genauer gesagt Daten zur Länge ihrer Schädel. Das Ergebnis ist deutlich. In fast allen Fällen beschrieb das neue Modell die Daten besser als die anderen geprüften Evolutionsmodelle.

Den Gipfel legt die Rechnung auf etwa 231,1 Millionen Jahre vor heute, mitten in die Trias. Dieser Wert ist der Median, also die Schätzung, die genau in der Mitte aller berechneten Werte liegt. Zu diesem Zeitpunkt waren erst rund 12,4 Prozent der Stammeslinie vergangen.

Für die Meere der Trias ergibt sich daraus ein auffälliges Bild. Fischsaurier mit langen Schädeln teilten sich das Wasser mit Verwandten, deren Köpfe deutlich kürzer waren. Danach drückt die Bremse im Modell die Spannweite der Schädellängen wieder nach unten.

Die naheliegenden Verdächtigen fallen durch

Ein so früher Höhepunkt verlangt nach einem Auslöser von außen. Deshalb suchte das Team in vier Datenreihen nach Wendepunkten, also nach Momenten, in denen sich ein Verlauf plötzlich ändert. Untersucht wurden der Meeresspiegel, die Temperatur an der Meeresoberfläche, die Gesteinsfläche und das Alter von Sedimentabfolgen.

Zwei Spuren kamen dem Gipfel am nächsten. Die Temperaturkurve hat einen Wendepunkt vor 237,2 Millionen Jahren, die Grenzen der Sedimentabfolgen liegen bei 238 Millionen Jahren. Beide liegen damit sechs bis sieben Millionen Jahre vor dem berechneten Höhepunkt.

An dieser Stelle hält die bequeme Erklärung nicht mehr. Keiner dieser Wendepunkte stimmte statistisch signifikant mit dem Höhepunkt überein.

Ein Datum steht, die Ursache bleibt offen

Zwei Punkte dämpfen die Begeisterung. Die Arbeit ist ein Preprint, also noch nicht von Fachgutachtern geprüft, und ihre Ergebnisse gelten deshalb als vorläufig. Außerdem stützt sie sich nur auf Schädellängen und sagt nichts über den gesamten Körperbau oder die Zahl der Arten aus.

Trotzdem liefert das neue Modell etwas, das bisher fehlte: einen berechneten Zeitpunkt für ein Muster, das der Fossilbericht immer wieder zeigt. Bei den Fischsauriern liegt er bei etwa 231,1 Millionen Jahren in der Trias, als erst rund 12,4 Prozent ihrer Stammesgeschichte vergangen waren.

Nach dem Median des Modells gingen die Schädellängen der Fischsaurier vor rund 231 Millionen Jahren so weit auseinander wie zu keiner anderen Zeit. Was diesen frühen Schub ausgelöst hat, bleibt offen. In dieser Analyse liefern Meer und Klima jedenfalls kein passendes Signal.

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