Ichthyostega ist eine Gattung ausgestorbener Tiere, die eng mit Tetrapoden (vierbeinigen Landwirbeltieren) verwandt ist. Es wird als Fossil in Gesteinen in Ostgrönland aus der späten Devonzeit vor etwa 370 Millionen Jahren gefunden. Obwohl oft als “Vierbeiner” aufgrund des Vorhandenseins von Gliedmaßen und Fingern war Ichthyosteg ein basalerer „primitiver“; Sorte als echte Kronentetrapoden und könnte genauer als stegozephaler oder Stammvierbeiner bezeichnet werden.
Ursprung und Beschreibung anzeigen
Foto: Ichthyostega
Ichthyostega (aus dem Griechischen für „Dachfisch“) ist eine frühe Gattung der Tetrapodomorph-Klade (Tetrapodomorphe), die in der späten Devon-Zeit lebte. Es war eines der ersten viergliedrigen Wirbeltiere, die im Fossilienbestand gefunden wurden. Ichthyostega hatte Lungen und Gliedmaßen, die ihr halfen, sich durch seichtes Wasser in Sümpfen zu bewegen. Nach Struktur und Gewohnheiten wird es nicht als echtes Mitglied der Gruppe angesehen, da die ersten modernen Amphibien (Mitglieder der Lissamphibia-Gruppe) in der Trias-Zeit auftauchten.
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Wissenswertes: Vier Arten wurden ursprünglich beschrieben, und eine zweite Gattung, Ichthyostegopsis, wurde beschrieben. Aber weitere Forschungen haben die Existenz von drei zuverlässigen Arten gezeigt, basierend auf den Proportionen des Schädels und in Verbindung mit drei verschiedenen Formationen.
Bis zu den Funden anderer früher Stegozephaler und eng verwandten Fischen Ende des 20. Jahrhunderts blieb Ichthyostega das einzige gefundene Übergangsfossil aus Fisch und Tetrapoden, das gleichzeitig Merkmale von Fischen und Tetrapoden kombinierte. Eine neuere Studie zeigte, dass sie eine ungewöhnliche Anatomie hatte.
Traditionell stellt Ichthyostega eine paraphyletische Klasse der primitivsten Stammtetrapoden dar, daher wird sie von vielen modernen Forschern nicht als Vorfahre moderner Arten eingestuft. Phylogenetische Analysen haben gezeigt, dass Ichthyostega ein Zwischenglied zwischen anderen primitiven Tetrapoden mit stegozephalem Stamm ist. Im Jahr 2012 stellte Schwartz einen Evolutionsbaum der frühen Stegocephalianer zusammen.
Aussehen und Merkmale
Foto: So sieht ein Ichthyostega aus
Ichthyostega war etwa anderthalb Meter lang und hatte eine kleine Rückenflosse am Rand des Schwanzes. Der Schwanz selbst besaß eine Reihe von knöchernen Stützen, die typisch für die bei Fischen gefundenen Schwanzstützen sind. Andere Merkmale, die bei früheren aquatischen Wirbeltieren beibehalten wurden, sind ein relativ kurzer Schnauzenbereich, das Vorhandensein eines präoperkulären Knochens in der Wangenregion, der als Teil der Kiemen dient, und viele kleine Schuppen am Körper. Fortgeschrittene Tetrapodenmerkmale umfassen eine Reihe starker Knochen, die fleischige Gliedmaßen stützen, fehlende Kiemen und starke Rippen.
Fun Fact: Ichthyostega und seine Verwandten repräsentieren Formen, die etwas fortgeschrittener sind als der aquatische Eusthenopteron , und scheinen der Evolutionslinie nahe zu sein, die zu den ersten Tetrapoden an Land führte.
Das bemerkenswerteste Merkmal des Ichthyostegus-Achsenskeletts ist der Grad, in dem sich die Rippen überlappen. Eine Brustrippe kann drei oder vier weitere hintere Rippen überlappen und ein tonnenförmiges „Korsett“ bilden. um den Körper. Dies deutet darauf hin, dass das Tier seinen Oberkörper beim Gehen oder Schwimmen nicht seitlich beugen konnte. Die Wirbel waren keine Chordaten, aber die Neuralbögen hatten stärker ausgeprägte Zygapophysen.
Es ist davon auszugehen, dass sich das Tier bei dorsoventraler Flexion mehr bewegte als beim normalen seitlichen Gehen. Die massiven Vorderbeine wurden möglicherweise verwendet, um das Tier nach vorne zu ziehen und dann die präsakrale Region zu beugen, um die Hinterhand nach oben zu ziehen. Die Hinterbeine bestanden aus einem kurzen, dicken Femur mit einem großen Flansch und einem Adduktor mit einer tiefen interkondylären Fossa.
Das große, fast viereckige Schienbein und das kürzere Wadenbein waren abgeflacht. Das große Zwischen- und Wadenbein umfasste die meisten Knöchelknochen. Ein gut erhaltenes Exemplar aus dem Jahr 1987 zeigt einen kompletten Satz von sieben Fingern, drei kleine an der Vorderkante und vier volle auf der Rückseite.
Wo lebt die Ichthyostega?
Foto: Ichthyostega im Wasser
Ichthyosteg-Überreste wurden in Grönland gefunden. Obwohl der genaue Lebensraum der Art unbekannt ist, kann davon ausgegangen werden, dass Ichthyostegi Bewohner der nördlichen Hemisphäre waren. Und sie bewohnten die aktuellen Gewässer des Atlantiks und des Arktischen Ozeans. Die Devonzeit ist durch ein relativ warmes Klima und wahrscheinlich das Fehlen von Gletschern gekennzeichnet. Der Temperaturunterschied vom Äquator zu den Polen war nicht so groß wie heute. Das Wetter war auch sehr trocken, hauptsächlich entlang des Äquators, wo das Wetter am trockensten war.
Fun Fact: Rekonstruktionen der tropischen Meeresoberflächentemperatur deuten auf einen Durchschnitt von 25 °C im frühen Devon hin. Der Kohlendioxidgehalt fiel während des Devons stark ab, als die Verschüttung neu entstandener Wälder Kohlenstoff aus der Atmosphäre in die Sedimente zog. Dies spiegelt sich im mittleren Devon durch eine Abkühlung auf 5 °C wider. Das späte Devon ist durch einen Temperaturanstieg auf ein Niveau gekennzeichnet, das dem frühen Devon entspricht.
Zu dieser Zeit gibt es keinen entsprechenden Anstieg der CO²-Konzentration, und die kontinentale Verwitterung nimmt zu (wie durch höhere Temperaturen gezeigt wird). Darüber hinaus deuten eine Reihe von Beweisen, wie die Verbreitung von Pflanzen, auf eine spätdevonische Erwärmung hin. Aus dieser Zeit stammen die gefundenen Fossilien. Es ist möglich, dass die Ichthyostegs bis in die nächste Karbonperiode überlebten. Ihr weiteres Verschwinden kann auf einen Temperaturabfall in ihren Lebensräumen zurückzuführen sein.
Während dieser Zeit beeinflusste das Klima die dominierenden Organismen in Riffen, Mikroben waren die wichtigsten riffbildenden Organismen in warmen Zeiten, und Korallen und stromatoporöse Schwämme spielten in kälteren Zeiten eine dominierende Rolle. Die Erwärmung am Ende des Devon hat möglicherweise sogar zum Verschwinden von Stromatoporoiden beigetragen.
Jetzt wissen Sie, wo die Ichthyostega gefunden wurde. Mal sehen, was sie gegessen hat.
Was hat Ichthyostega gegessen?
Foto: Ichthyostega
Die Finger der Ichthyostega waren schlecht gebogen und das Muskelsystem war schwach, aber das Tier konnte sich neben der aquatischen Umgebung bereits durch sumpfige Landgebiete bewegen. Wenn wir den Zeitvertreib von Ichthyostegi prozentual betrachten, dann eroberte sie 70-80% der Zeit das Wasserelement und die verbleibende Zeit versuchte sie, das Land zu beherrschen. Seine Hauptnahrungsquellen waren die Bewohner der damaligen Meere, Fische, Meeresplankton und möglicherweise Meerespflanzen. Der Meeresspiegel war im Devon im Allgemeinen hoch.
Die Meeresfauna wurde weiterhin dominiert von:
- Bryozoen;
- verschiedenen und reichlich vorhandenen Brachiopoden;
- mysteriöse Hederelliden;
- Mikroconchiden;
- Seelilienähnliche Tiere, trotz ihrer Ähnlichkeit mit Blumen, waren reichlich vorhanden;
- Trilobiten gab es immer noch ziemlich häufig.
Es ist möglich, dass Ichthyostega sich von einigen dieser Arten ernährte. Zuvor haben Wissenschaftler Ichthyostega mit dem Auftreten von Tetrapoden an Land in Verbindung gebracht. Höchstwahrscheinlich ging sie jedoch für sehr kurze Zeit an Land und kehrte wieder ins Wasser zurück. Welches der alten Wirbeltiere zum wahren Entdecker des Landes wurde, bleibt abzuwarten.
In der Devonzeit war das Leben im Prozess der Besiedlung der Erde in vollem Gange. Die Mooswälder und Bakterienmatten des Silur zu Beginn der Periode umfassten primitive Wurzelpflanzen, die die ursprünglichen stabilen Böden und Arthropoden wie Milben, Skorpione, Trigonotharbide und Tausendfüßler schufen. Obwohl Arthropoden früher als im frühen Devon auf der Erde auftauchten und die Existenz von Fossilien wie Climactichniten darauf hindeutet, dass terrestrische Arthropoden möglicherweise schon im Kambrium erschienen sind.
Die ersten möglichen Fossilien von Insekten tauchten im frühen Devon auf. Beweise für die frühesten Tetrapoden werden als Spurenfossilien in flachen Lagunen einer marinen Karbonatplattform/-schelf während des mittleren Devons präsentiert, obwohl diese Spuren in Frage gestellt wurden und Wissenschaftler Spuren von Fischfütterungen theoretisiert haben. All diese sich schnell entwickelnde Flora und Fauna war eine potenzielle Nahrungsquelle für Ichthyosteg.
Charakter- und Lebensstilmerkmale
Foto: Ausgestorbener Ichthyostega
Das Alter des Tieres wurde auf 370 Millionen Jahre festgelegt und auf die Devonzeit datiert. Ichthyostega — einer der ältesten bekannten Tetrapoden. Aufgrund seiner Merkmale, die Merkmale von Fischen und Amphibien umfassen, diente Ichthyostega als wichtiges Sprungbrett und morphologischer Beweis für die Evolutionstheorie.
Fun Fact: Einer der coolsten Fakten über Ichthyosteg ist nicht, dass sie Schwimmhäute hat, sondern dass sie Luft atmen konnte — zumindest für kurze zeiträume. Doch selbst mit dieser erstaunlichen Fähigkeit verbrachte sie wahrscheinlich nicht viel Zeit an Land. Das lag daran, dass sie ziemlich schwer war und seine Beine nicht stark genug waren, um seinen kräftigen Körper zu bewegen.
Bei Ichthyostega scheinen die Vorderbeine schwer gewesen zu sein, und der Unterarm konnte nicht vollständig gestreckt werden. Die Proportionen des Seeelefanten sind das nächste anatomische Äquivalent unter lebenden Tieren. Es ist möglich, dass Ichthyostega felsige Strände erklommen hat, wobei er seine Vorderbeine parallel bewegte und seine Hinterbeine hinter sich herzog.
Das Tier war nicht in der Lage, typische vierfüßige Gangarten auszuführen, weil die Vorderbeine nicht über den erforderlichen Bewegungsbereich der Rotation verfügten. Der genaue Lebensstil von Ichthyostega ist jedoch aufgrund seiner ungewöhnlichen Merkmale noch nicht klar.
Soziale Struktur und Fortpflanzung
Foto: Ichthyostegai
Es wird angenommen, dass Ichthyostega und ihre Verwandten ihre Zeit damit verbrachten, sich in der Sonne zu sonnen, um ihre Körpertemperatur zu erhöhen. Sie kehrten auch ins Wasser zurück, um sich abzukühlen, nach Nahrung zu jagen und zu züchten. Ihre Lebensweise erforderte starke Vorderbeine, um zumindest den vorderen Teil aus dem Wasser zu ziehen, und eine stärkere Brust und Wirbelsäule, um sie zu stützen, wenn sie sich wie moderne Krokodile auf dem Bauch sonnen.
Interessante Tatsache: Ichthyostegs wurden die Vorfahren von zwei Hauptzweigen von Amphibien, die sich in der Struktur des Schädels und der Gliedmaßen unterschieden. Labyrinthodonten entstanden im späten Devon. Äußerlich sahen sie aus wie Krokodile oder Salamander. Heute sind Hunderte Arten von Labyrinthodonten bekannt geworden, die in sumpfigen Wäldern und Flüssen lebten.
Wasser war eine Voraussetzung für die Ichthyostega, da die Eier der frühesten Landtetrapoden außerhalb des Wassers nicht überleben konnten, sodass die Fortpflanzung ohne eine aquatische Umgebung nicht stattfinden konnte. Wasser war auch für ihre Larven und die äußere Befruchtung unerlässlich. Seitdem haben die meisten Landwirbeltiere zwei Methoden der inneren Befruchtung entwickelt. Entweder direkt, wie bei allen Amnioten und einigen Amphibien, oder indirekt bei vielen Salamandern, indem eine Spermatophore auf den Boden gelegt wird, die dann vom Weibchen hochgehoben wird.
Natürliche Feinde von Ichthyostega
Foto: So sieht Ichthyostega aus
Obwohl die Vorderbeine nicht rekonstruiert wurden, weil sie nicht unter den bekannten Fossilien des Tieres gefunden wurden, wird angenommen, dass diese Anhängsel größer waren als die Hinterbeine des Tieres. Wissenschaftler glauben, dass der Ichthyostega auf diese Weise seinen Körper vom Wasser an Land bewegte.
Es scheint, dass die Fortbewegung, die eine Funktion der instinktiven Bewegungen des Bewegungsapparates des Körpers ist, nur eine minimale Variabilität darstellt Bewegungen unter Wasser mit einer Kombination aus Schwanzbewegungen und Beinen. In diesem Fall wurden die Beine speziell verwendet, um die Muskeln durch das überflutete Unterholz von Wasserpflanzen zu führen.
Interessante Tatsache: Obwohl Landbewegungen möglich waren, war Ichthyostega für das Leben im Wasser besser entwickelt, insbesondere im Erwachsenenstadium seines Lebens. Es bewegte sich selten an Land, und vielleicht diente die geringere Größe der Jugendlichen, die es ihnen ermöglichte, sich leichter an Land zu bewegen, nicht dazu, außerhalb des Wasserelements nach Nahrung zu suchen, sondern als Möglichkeit, anderen großen Raubtieren auszuweichen, bis sie groß genug wurden, um auszuweichen ihre Beute werden.
Die Wissenschaftler argumentieren, dass der Umzug an Land den Tieren mehr Sicherheit vor Raubtieren, weniger Konkurrenz um Beute und bestimmte Umweltvorteile bietet, die im Wasser nicht zu finden sind, wie z. B. Sauerstoffkonzentration und Temperaturkontrolle — impliziert, dass sich die sich entwickelnden Gliedmaßen auch daran anpassen, einen Teil ihrer Zeit außerhalb des Wassers zu verbringen.
Studien haben jedoch gezeigt, dass Sarcopterygier vierbeinige Gliedmaßen entwickelt haben, die zum Gehen gut geeignet sind, bevor sie an Land gehen. Dies deutet darauf hin, dass sie sich daran angepasst haben, unter Wasser an Land zu gehen, bevor sie an Land gingen.
Bevölkerungs- und Artenstatus
Foto: Ichthyostega
Ichthyostega ist eine Art, die seit sehr langer Zeit ausgestorben ist. Daher ist es heute schwierig zu beurteilen, wie weit verbreitet Ichthyostega-Populationen auf der Erde waren. Da Fossilien jedoch nur in Grönland gefunden wurden, war die Anzahl der Individuen wahrscheinlich vernachlässigbar. Diese Tiere lebten in einer sehr schwierigen Zeit. Ein großes Aussterben fand zu Beginn der letzten Phase des Devons statt, die Fauna der Famenz-Lagerstätten zeigt das vor etwa 372,2 Millionen Jahren, als alle fossilen agnatanen Fische, mit Ausnahme der heterostracan Psammosteiiden, plötzlich verschwanden.
Das Aussterben im späten Devon war eines der fünf großen Aussterben in der Geschichte des Erdlebens und radikaler als das ähnliche Aussterben, das die Kreidezeit beendete. Die Devon-Aussterbekrise betraf hauptsächlich die Meeresgemeinschaft und selektiv Flachwasserorganismen in warmen Gewässern. Die wichtigste Gruppe, die unter diesem Aussterbeereignis litt, waren die Erbauer der großen Riffsysteme.
Zu den stark betroffenen Meeresgruppen gehörten:
- Brachiopoden;
- Ammoniten;
- Trilobiten;
- Akritarchen;
- kieferlose Fische;
- Conodonten;
- alle Placoderms.
Landpflanzen sowie Süßwasserarten wie unsere Vorfahren der Tetrapoden blieben relativ unberührt vom Aussterben im späten Devon. Die Gründe für das Artensterben im späten Devon sind noch unbekannt und alle Erklärungen bleiben spekulativ. Unter diesen Bedingungen überlebte und vermehrte sich Ichthyostega. Asteroideneinschläge veränderten die Erdoberfläche und wirkten sich auf ihre Bewohner aus.