// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
Die ältesten Tiere der Erde haben einen gemeinsamen wurmartigen Vorfahren
Uralte Meerestiere mit unerwarteter Verwandtschaft: Armfüßer wirken wie Muscheln, gehören aber zu einer ganz anderen Tiergruppe. Ein umfassender Vergleich ihrer Erbinformation stützt nun ihre gemeinsame Abstammung mit Moostierchen und Hufeisenwürmern. Der neue Stammbaum deutet zudem darauf hin, dass sich im Laufe der Evolution sogar das mineralische Grundmaterial ihrer Schalen verändert hat.
St Andrews (Schottland). Seit mehr als 500 Millionen Jahren gibt es Armfüßer in den Meeren. Ihre fossilen Schalen zählen zu den charakteristischen Funden aus den frühen Abschnitten der Erdgeschichte. Auch heute leben Vertreter dieser Tiergruppe auf dem Meeresboden, häufig festgewachsen und auf winzige Nahrungspartikel im Wasser spezialisiert.
Auf den ersten Blick sehen Armfüßer aus wie Muscheln. Doch bei ihnen liegen die beiden Schalen auf der Bauch- und Rückenseite und unterscheiden sich oft deutlich in ihrer Gestalt. In ihrem Innern sitzt außerdem ein bewimperter Tentakelkranz, der Lophophor, mit dem sie Wasserströmungen erzeugen und Nahrung herausfiltern. Welche Tiergruppen den Armfüßern am nächsten stehen, war lange umstritten.
Forscher der University of Bristol um Prof. Davide Pisani haben nun die Verwandtschaft mit einer umfassenden Analyse von Erbgutsequenzen untersucht. In die Auswertung flossen Vertreter aller fünf heute lebenden Armfüßerordnungen und mehrerer verwandter Tierlinien ein. Spezielle statistische Modelle sollten dabei verhindern, dass Eigenheiten der untersuchten Sequenzen den rekonstruierten Stammbaum verzerren.
Der rekonstruierte Stammbaum stützt eine gemeinsame Großgruppe aus Armfüßern, Moostierchen und Hufeisenwürmern, die als Lophophorata bezeichnet wird. Dabei bilden Moostierchen und Hufeisenwürmer zusammen die Schwestergruppe der Armfüßer. Für diese Verzweigung fanden die Forscher in ihren genetischen Analysen eine hohe Unterstützung.
Hufeisenwürmer leben in Röhren und besitzen einen deutlich langgestreckteren Körper als die zweischaligen Armfüßer. Moostierchen wiederum bilden vielfach Kolonien aus winzigen Einzeltieren. Was diese sehr unterschiedlichen Tiere verbindet, ist ihr Lophophor, ein Kranz beweglicher Tentakel zum Filtern der Nahrung. Die neue Verwandtschaftsordnung passt zu der Vorstellung, dass sie von einem gemeinsamen, wurmartigen Vorfahren abstammen.
Ein solcher Urvorfahr wurde durch die Genanalyse allerdings nicht als Fossil entdeckt. Der neue Stammbaum beschreibt zunächst die Verzweigungen der heutigen Tierlinien und erlaubt daraus Rückschlüsse auf ihre frühe Entwicklung. Wie der gemeinsame Vorfahr tatsächlich aussah, bleibt eine Frage, die zusätzliche Fossilienfunde beantworten müssen.
Auch innerhalb der Armfüßer ergab sich ein genaueres Bild. Die kalkschaligen Craniiformea stehen den phosphatschaligen Linguliformea näher als den ebenfalls kalkschaligen Rhynchonellata. Letztere besitzen eine gelenkige Verbindung zwischen ihren beiden Schalen. In einem weiteren unerwarteten Detail gruppierten die Analysen die kleinen Thecideida innerhalb der Terebratulida.
Aus diesen Verzweigungen ergibt sich eine bemerkenswerte Schlussfolgerung: Die ursprünglichen Armfüßer besaßen demnach vermutlich Schalen aus Calcit, einer Form von Calciumcarbonat. Erst später entwickelte mindestens eine ihrer Linien Schalen, deren mineralischer Bestandteil überwiegend Calciumphosphat ist. Damit veränderte sich nicht nur die Form der Schale, sondern ihr wichtigster mineralischer Baustoff.
Mindestens ein solcher Materialwechsel ist dem neuen Stammbaum zufolge nötig, um die Verteilung der heutigen Schalentypen zu erklären. Eine entsprechende Veränderung der hauptsächlichen Schalenmineralogie innerhalb einer Tiergruppe war nach Angaben der Studienautoren bei anderen vielzelligen Tieren bisher nicht bekannt. Damit liefert der Befund auch neue Anhaltspunkte zur Biomineralisation, also dazu, wie Lebewesen ihre harten mineralischen Strukturen aufbauen.