Die Analyse von Zähnen, die 200 Millionen Jahre alt sind, legt nahe, dass die frühesten Säugetiere wie Reptilien funktionierten – weniger aktiv, aber viel länger lebten.
Die von der Universität Bristol und der Universität Helsinki in Finnland geleitete Forschung ist das erste Mal, dass Paläontologen die Physiologie früher fossiler Säugetiere direkt untersuchen konnten.
Zahnfossilien von zwei der frühesten Säugetiere, Morganucodon und Kühneotherium , die neben frühen Dinosauriern die Erde durchstreiften, wurden mit Röntgenstrahlen gescannt.
Die Forscher untersuchten Wachstumsringe in den Zahnhöhlen – die jedes Jahr wie Baumringe abgelagert werden – die gezählt werden konnten, um zu zeigen, wie lange die Tiere lebten.
Die Ergebnisse, veröffentlicht in Nature Communications , gab für die Tiere eine maximale Lebensdauer von bis zu 14 Jahren an – viel älter als ihre ähnlich großen pelzigen Nachfolger wie Mäuse und Spitzmäuse, die in freier Wildbahn in der Regel nur ein oder zwei Jahre überleben.
„Wir haben einige erstaunliche und sehr überraschende Entdeckungen gemacht“, sagte Dr. Elis Newham, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der University of Bristol. Es wurde angenommen, dass sich die Schlüsselmerkmale von Säugetieren, einschließlich ihrer Warmblüter, ungefähr zur gleichen Zeit entwickelt haben.
„Im Gegensatz dazu zeigen unsere Ergebnisse deutlich, dass sie, obwohl sie ein größeres Gehirn und ein fortgeschritteneres Verhalten hatten, nicht schnell lebten und jung starben, sondern ein langsameres, längeres Leben führten, ähnlich dem kleiner Reptilien wie Eidechsen.“
Dr. Pam Gill, leitende wissenschaftliche Mitarbeiterin an der University of Bristol, war inspiriert, fortschrittliche Bildgebungstechnologie an den Zähnen anzuwenden, nachdem einem Kollegen ein Zahn entfernt worden war. Sie sagten Dr. Gill, dass sie ihren Zahn röntgen lassen wollten, da dies Informationen über die Lebensgeschichte einer Person enthüllen könnte.
„Das brachte mich zu der Frage, ob wir dasselbe tun könnten, um mehr über alte Säugetiere zu erfahren“, sagte Dr. Gill.
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Die Theorie war, dass das Scannen des versteinerten Zements – des Materials, das die Zahnwurzeln in ihrer Höhle im Zahnfleisch festhält und das ganze Leben lang weiterwächst – die Lebensdauer eines Säugetiers bestimmen würde.
Um es zu testen, ein altes Zahnexemplar von Morganucodon wurde an Dr. Ian Corfe von der Universität Helsinki geschickt.
Dr. Corfe verwendete hochenergetische Synchrotron-Röntgenstrahlung, um den Zahn zu scannen. „Obwohl der Zement nur einen Bruchteil eines Millimeters dick ist, war das Bild des Scans zu unserer Freude so klar, dass die Ringe buchstäblich gezählt werden konnten“, sagte Dr. Corfe.
Die Entdeckung markierte den Beginn einer sechsjährigen internationalen Studie, die sich auf Morganucodon konzentrierte und Kühneotherium , bekannt aus Juragestein in Südwales und fast 200 Millionen Jahre alt.
Morganucodon und Kühneotherium fielen in Höhlen und Löcher im Felsen, wo ihre Skelette, einschließlich ihrer Zähne, versteinerten.
„Dank der unglaublichen Erhaltung dieser winzigen Fragmente konnten wir Hunderte von Individuen einer Art untersuchen, was ein größeres Vertrauen in die Ergebnisse schafft, als man von so alten Fossilien erwarten könnte“, sagte Dr. Corfe.
Die Forscher verwendeten 200 Zahnproben, die vom Natural History Museum in London und dem University Museum of Zoology in Cambridge zur Verfügung gestellt wurden, um sie an der European Synchrotron Radiation Facility in Frankreich und der Swiss Light Source in der Schweiz zu scannen.
Sie rekonstruierten digital die Zahnwurzeln in 3D, die das Morganucodon zeigten lebte bis zu 14 Jahre und Kuehneotherium für bis zu neun Jahre.
Dr. Newham sagte, er sei von den Ergebnissen „verblüfft“, da das Team mit einer Lebensdauer von ein bis drei Jahren gerechnet hatte.
Die Kreaturen waren ansonsten in ihren Skeletten, Schädeln und Zähnen säugetierähnlich – mit spezialisierten Kauzähnen, relativ großen Gehirnen und höchstwahrscheinlich hatten sie Haare.
Ihre lange Lebensdauer deutet darauf hin, dass sie eher im Reptilien- als im Säugetiertempo lebten, sagte Dr. Newham.
Die Analyse des Knochengewebes der Säugetiere ergab, dass sie die Fähigkeit zu anhaltender körperlicher Betätigung hatten.
„Das haben wir in den Oberschenkelknochen von Morganucodon gefunden , hatten die Blutgefäße etwas höhere Durchflussraten als bei Eidechsen gleicher Größe, aber viel niedriger als bei modernen Säugetieren“, sagte Dr. Newham.
„Dies deutet darauf hin, dass diese frühen Säugetiere länger aktiv waren als kleine Reptilien, aber nicht den energiegeladenen Lebensstil lebender Säugetiere leben konnten.“