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Evolution: Wale der Urzeit

Wer waren die Vorfahren heutiger Wale, Delfine und Tümmler? Neue Fossilienfunde und DNA-Analysen bringen Licht ins Dunkel der Evolution.


Tethys, Meer der Urzeit, etwa 48 Millionen Jahre vor unserer Zeit. Dort, wo dereinst Pakistan liegen wird, bewachsen dichte Mangrovenwälder die Brackwasserzonen. Insekten schwirren durch die tropische Luft. Neugierig nähert sich ein junges Eotinatops, das heutigen Tapiren ähnelt, dem Ufer. Ein Fehler, denn plötzlich schießt ein lang gestreckter Räuber aus seinem

Versteck unter den Mangrovenwurzeln hervor. Mit mächtigen Kiefern packt er sein Opfer und zieht es unter Wasser, hält es dort, bis es ertrinkt. Mit seinen kräftigen Hinterbeinen schiebt sich das Raubtier dann ans Ufer, um dort seine Beute zu verzehren.

Der erfolgreiche Jäger erinnert auf den ersten Blick an ein Krokodil, mit seinen kräftigen, kurzen Beinen, dem massiven Schwanz, einer langen Schnauze und Augen hoch oben am Schädel. Doch Haare statt Panzerplatten bedecken den Körper, und an den Zehen trägt er Hufe statt Krallen. Denn dieser im Wasser lauernde Ambulocetus ist ein Säugetier. Charakteristische Höcker auf den mächtigen Zähnen legen einen überraschenden Schluss nahe: Der Räuber ist ein Vorfahr der Wale, eine Zwischenstation auf dem Weg vom Land ins Meer.

Heute gibt es mehr als achtzig Arten von Walen, Delfinen und Tümmlern. Viele sind durch den Menschen in ihrer Existenz bedroht, doch einstmals waren sie die Herrscher der Meere. Ihren Werdegang verstehen Wissenschaftler erst seit kurzem, und nach wie vor bleibt manches Rätsel zu lösen. Denn ohne Fell und ohne Hinterbeine, unfähig, für einen Schluck Süßwasser an Land zu kriechen, ähneln die Meeressäuger so wenig ihren Verwandten an Land, dass die Stammesgeschichte aus anatomischen Vergleichen nicht zu erschließen ist.

Dementsprechend beschrieb Hermann Melville seinen weißen Wal "Moby Dick" 1851 auch als Fisch. Ein Irrtum allerdings, dem Naturforscher dieser Zeit wie Charles Darwin (1809- 1882) längst nicht mehr erlagen. Sie wussten, dass es sich um Säugetiere handelte – schließlich atmeten sie Luftsauerstoff, waren warmblütig und ernährten ihre Jungen mit Milch. Und da die Ursäuger nun mal an Land gelebt hatten, sollten auch Wale von landlebenden Vorfahren abstammen. Darwin selbst bemerkte in seinem "Ursprung der Arten", dass ein schwimmender Bär, der mit aufgesperrtem Maul Insekten zu fangen versuchte, doch ein denkbarer Ausgangspunkt für die Stammesgeschichte der Wale sei, ein Vorschlag, der allgemein Heiterkeit erregte.

Fossilien, aus denen Forscher den Werdegang hätten ablesen können, hatte man im 19. Jahrhundert noch nicht gefunden. Was man hatte, war entweder zu unvollständig oder schon zu jung, also nicht mehr ursprünglich genug. Noch hundert Jahre nach Darwin stellten diese Wassersäuger ein scheinbar unlösbares Rätsel dar. George Gaylord Simpson (1902-1984), ein berühmter Paläontologe, bemerkte in seinem Standardwerk über die Klassifikation der Säugetiere, Wale seien schon so lange in den Ozeanen zu Hause, dass es keine Hinweise auf ihre Herkunft mehr gäbe. Er nannte sie "die merkwürdigsten und meist abweichend gebauten Säuger" und platzierte sie willkürlich zwischen die anderen Ordnungen.

Doch in den letzten zwanzig Jahren hat sich die Situation grundlegend geändert. Paläontologen haben eine Vielfalt von Walfossilien aus dem Eozän entdeckt, dem Erdzeitalter, das vor etwa 55 Millionen Jahren begann und vor 34 Millionen Jahren endete. Damals begannen Urwale, fachlich Archaecoeti genannt, den Weg vom Land ins Meer. Auch aus dem folgenden Oligozän gibt es Funde, die zeigen, dass in jener Zeit die beiden heute lebenden Gruppen, die Bartenwale (Mysticeti) und die Zahnwale (Odontoceti) entstanden. Ergänzt durch Vergleiche der Erbsubstanz (DNA) heute lebender Säugetiere und speziell von Walen lässt sich nunmehr der Übergang vom Land- zum Meeressäugersäuger dokumentieren.

Etwa zur gleichen Zeit, da Simpson die Beziehung der Wale zu anderen Säugern auf der Basis anatomischer Befunde für unentwirrbar hielt, entstand ein neuer methodischer Ansatz: Antigen-Antikörper-Reaktionen zwischen Blutseren lebender Tierarten belegen eine Verwandtschaft, die umso größer ist, je stärker die Immunreaktion ausfällt. Alan Boyden von der Rutgers-Universität in New Brunswick (US-Bundesstaat New Jersey) und ein Kollege ermittelten mit diesem "Vaterschaftstest", dass Wale von allen lebenden Tieren den Paarhufern (Artiodactyla) am nächsten stehen. Zu dieser Ordnung gehören Kamele, Flusspferde, Schweine und Wiederkäuer. Doch im Detail blieben die Beziehungen unklar. Waren Wale im Grunde Paarhufer? Oder teilten sie mit diesen einen gemeinsamen Vorfahren?

In den 1960er Jahren entdeckte der Paläontologe Leigh van Valen, damals am Amerikanischen Museum für Naturgeschichte in New York, Indizien für die letztere Interpretation. Er untersuchte Fossilien einer Gruppe primitiver Huftiere, der Condylarthra (zu Deutsch Urhuftiere), und fand auffallende Ähnlichkeiten zwischen den dreihöckrigen Zähnen der wenigen bis dahin bekannten Urwale und denen einer Gruppe Fleisch fressender Condylarthren, den Mesonychiden. Andererseits fand er aber auch gemeinsame Zahnmerkmale zwischen Paarhufern und den Arctocyoniden, engen Verwandten der Mesonychiden. Van Valen schloss daraus, dass die Wale von Letzteren abstammen und über die Arctocyonidae mit den Paarhufern verbunden sind.

Es musste demnach einen Verzweigungspunkt im Stammbaum der Meeressäuger geben, doch etwa ein Jahrzehnt verging, bevor Paläontologen geeignete Fossilien ausgruben, um die Hypothese prüfen zu können. Allerdings erkannten sie die Bedeutung ihres Fundes zunächst nicht. Im Jahr 1977 suchte der Paläontologe Philip Gingerich von der Universität Michigan Landsäuger des Eozäns in Pakistan. Die Expedition verlief enttäuschend, denn zu Tage kamen nur diverse Meeresbewohner. Das war allerdings nicht erstaunlich, hatte das Tethys-Meer im Eozän doch zeitweise große Teile des heutigen indischen Subkontinents bedeckt. Unter Fisch- und Schneckenresten fanden die Wissenschaftler aber auch zwei Beckenteile, die offenbar von recht großen und durchaus lauffähigen Tieren stammten. Sie wussten damit jedoch nichts anzufangen, außer sich an der Vorstellung spazieren gehender Wale zu ergötzen.

Zwei Jahre später stieß Gingerich in den Ausläufen des Himalaya in Nordpakistan auf Teile eines fünfzig Millionen Jahre alten Schädels. Obwohl er den Fundumständen zufolge von einem Landsäuger stammen musste, zeigte seine Gehörregion typische Walmerkmale, lediglich die Anpassung zum Richtungshören im Wasser fehlte. Gingerich hatte das zu diesem Zeitpunkt älteste und ursprünglichste Fossil eines "Wals" gefunden, auch wenn das Tier offensichtlich ein gut Teil seines Lebens an Land verbracht hatte. Gingerich nannte es nach dem Fundort Pakicetus.

Ein anderes Paläontologenteam fand einen Teil des Unterkiefers und ein paar Zähne dieses Tieres, sodass die Beziehung zu den etwa zehn Millionen Jahre älteren Mesonychiden anhand der Zahnmerkmale scheinbar gut nachzuweisen war. Beide hatten in dieser Gegend gelebt, und die Abkunft der Wale von den wolfsartigen Räubern wurde immer wahrscheinlicher. Doch wie die Urwale vom Hals abwärts ausgesehen hatten, war noch völlig offen.

Die Politik legte der Forschung zunächst Steine in den Weg, um es milde auszudrücken: Nach der sowjetischen Besetzung Afghanistans erklärte Pakistan das Fundgebiet 1983 zur Sperrzone. Gingerich forschte in Ägypten weiter, 85 Meilen südwestlich von Kairo im so genannten Zeuglodon-Tal. Das Wüstengebiet trägt seinen Namen auf Grund von Funden aus den 1920er Jahren – damals nannte man die Urwale wissenschaftlich Zeuglodonta. Auch dieses Gebiet hatte im Eozän unter dem Meeresspiegel der Tethys gelegen, und Sandstein-Formationen bergen heute die Skelette der damaligen Meeresbewohner.

Schwierige Kopulation im Wasser

Nach mehreren Grabungskampagnen fanden Gingerich und seine Leute kleine Hinterbeine eines etwa zwanzig Meter langen Meeressäugers namens Basilosaurus – die ersten Reste von Walfüßen. Das Tier war der Wissenschaft aus früheren Funden durchaus schon bekannt. Vor 37 bis 40 Millionen Jahren hat es sich durch die Wellen geschlängelt. Doch ließ sich bislang nur ein Teil eines Oberschenkels rekonstruieren, und der galt dann als bereits weitgehend rückgebildet. Aber die Beine und Füße, die der Amerikaner nun vorstellte, waren zwar keinen halben Meter lang, aber doch so ausgeformt, dass sie offensichtlich noch eine Funktion gehabt haben müssen. Sicher taugten sie nicht zum Schwimmen oder für einen Landgang. Vielleicht dienten sie aber dazu, den massigen Körper bei der schwierigen Kopulation im Wasser zu steuern. Für den Wissenschaftler hatte der Fund noch eine andere Bedeutung. "Ich dachte mir sofort, wir sind hier zehn Millionen Jahre nach Pakicetus. Wenn diese Viecher immer noch Füße und Zehen trugen, haben wir zehn Millionen Jahre Geschichte zu erforschen", erinnerte sich Gingerich später. Und plötzlich erschienen die wandelnden Wale nicht mehr lächerlich.

Ein solches Tier entdeckte 1992 ein Team unter Leitung von J.G.M. (Hans) Thewissen vom Northeastern Ohio College of Medicine (Thewissen war ein ehemaliger Student Gingerichs). In einer 48 Millionen Jahre alten Fels-Formation in Nordpakistan kam ein fast vollständiges Skelett zum Vorschein, das ein geradezu perfektes Missing Link zwischen modernen Walen und ihren landlebenden Vorfahren abgab. Große Füße und ein kräftiger Schwanz verrieten gute Schwimmkünste, hingegen belegten kräftige Beinknochen, bewegliche Ellenbogen- sowie Hand- und Fußwurzelgelenke eine Fähigkeit zum Landgang. Thewissen nannte das Tier Ambulocetus natans, den laufenden und schwimmenden Wal. Mittlerweile können Paläontologen den Übergang vom Landwal zum Meeresbewohner anhand einer Vielzahl von aufeinander folgenden Stadien gut dokumentieren.

Das entstehende Bild zeigt, wie Ambulocetus und seine Verwandtschaft, ihrerseits die Nachfahren der eher landlebenden Pakicetiden, den spitznasigen Remingtonocetiden Platz machten, aus denen wiederum die Protocetiden wurden – die ersten Wale, die hochseetüchtig genug waren, um von Indo-Pakistan über den Globus auszuschwärmen. Aus ihnen entstanden die Basilosauridae und die delfinartigen Dorudontidae, wahrscheinlich die Vorfahren moderner Wale (siehe Kasten links; wie allgemein bei ausgestorbenen Arten üblich, haben alle diese Tiere keine deutschen Namen).

Diese Erkenntnisse brachten dem Stammbaum der Wale neue Seitenzweige. Vor allem aber ließen sich nun einige der spektakulären anatomischen und physiologischen Änderungen nachvollziehen, die das dauerhafte Überleben im Meer ermöglichten.

Zum Beispiel hören Wale nicht über dünnhäutige Trommelfelle, sondern, dem dichteren Medium Wasser angepasst, mittels eines Bulla genannten Knochens, der bei Meeressäugern eine besonders hohe Dichte aufweist; er leitet dann den Schall zu tiefer liegenden Komponenten des Gehörs. Anstelle der Trommelfelle findet man bei den modernen Walen Tympanalligamente: Das sind dicke, seilartige Strukturen, die keinen Schall mehr leiten, wohl aber den äußeren Gehörgang verschließen und das Tier somit in die Lage versetzen, sehr tief zu tauchen.

Auch Pakicetus verfügte bereits über verdickte Bullae, doch zu welchem Zweck? Thewissen vermutet, das Tier habe damit Vibrationen des Bodens wahrgenommen. Das passt gut zu neueren Funden des Bewegungsapparates – Pakicetus könnte ein Lauerjäger gewesen sein, der an flachen Flussufern Jagd auf trinkende Landtiere machte. Für seinen Nachfahren Ambulocetus ist laut Thewissen eine solche Lebensweise noch wahrscheinlicher, denn der Forscher entdeckte Ansätze zu einem Verbindungskanal zwischen Kiefer und Ohr. Wie heutige Krokodile könnte dieser "laufende Wal" seinen Unterkiefer auf den Boden gelegt haben, um herannahende Beute zu erkennen. Diese Fähigkeit wäre dann eine so genannte Präadaptation, also eine nutzbare Voraussetzung, zum Hören im Wasser gewesen.

Zhexi Luo vom Carnegie Museum für Naturgeschichte in Pittsburgh (US-Bundesstaat Pennsylvania) fand heraus, dass die ersten wirklich wasserlebenden Wale, die Basilosauridae und Dorudontidae, bereits Tympanalligamente entwickelt hatten. Luftgefüllte Hohlräume, vergleichbar unseren Stirn- und Kieferhöhlen, sowie schwammartige Gewebe rund um das Mittelohr verbesserten das Auflösungsvermögen nach Frequenzen sowie das Richtungshören. Der Unterkiefer enthielt außerdem einen mit Fettgewebe gefüllten Kanal, der vermutlich Töne ans Mittelohr weiterleitete.

Wandernde Augen

Zu einem späteren Zeitpunkt in der Evolution des Gehörs der Meeressäuger entstanden Zahn- und Bartenwale. Die Ersteren beziehungsweise ihre Vorfahren vermochten immer besser, hochfrequente Töne wahrzunehmen und auch von sich zu geben. Das ermöglichte ihnen die Echo-Ortung bei der Jagd. Computertomogrammen der Gehörknochen von Fossilien zufolge besaßen schon die frühesten bekannten Zahnwale vor etwa 28 Millionen Jahren dafür geeignete Knochenstrukturen. Bartenwale hingegen erzeugten und empfingen immer tiefere Töne und vermochten so auf große Entfernungen mit Artgenossen zu kommunizieren. Der Ursprung dieser Fähigkeit liegt noch im Dunkeln, obwohl die bekannten Fossilien bis zu 34 Millionen Jahre zurückreichen.

Zu den bemerkenswerten Anpassungen an den Lebensraum Wasser gehören auch die Wanderungen von Augenhöhlen und Nasenöffnungen. Während die Augen von Pakicetus und Ambulocetus wie die von Krokodilen oben am Schädel liegen, wandern sie bei Protocetiden und nachfolgenden Walen auf die Seiten – offensichtlich jagten die Tiere vor allem unter Wasser, die Wasseroberfläche hatte an Bedeutung verloren. Die Nasenöffnungen wanderten im Laufe der Evolution nach hinten, von der Schnauzenspitze bei den Pakiceten zum höchsten Punkt des Kopfes, dort wo heute das Blasloch der Wale liegt.

Aus den komplexen vielhöckrigen Mahlzähnen der Landsäuger wurden die einfachen, spitzen Greifzähne der Zahnwale, die ihre Beute nur festhalten. Bartenwale tragen gar keine Zähne mehr, sondern kammartige Hornplatten, die vom Munddach herabhängend das Plankton aus dem Meerwasser filtern.

Besonders auffällig ist freilich die Anpassung der Körperform – aus Vierfüßlern wurden stromlinienförmige Schwimmer. Ambulocetus behielt noch seine beweglichen Schulter-, Ellenbogen-, Hand- und Fingergelenke, sein Becken war zudem massiv genug, den Körper an Land zu tragen. Doch mit seinen überdimensionalen Hinterbeinen und den Flossenfüßen muss er recht plump dahergewatschelt sein. Genau diese Merkmale aber brachten ihm in den fischreichen Flachmeerzonen der Tethys sicherlich gute Beute.

Die offene See erforderte weiter gehende Modifikationen. Als Erste zeigten sie die Protocetiden. Ein kürzlich ausgegrabenes Mitglied dieser Familie, Rodhocetus balochistanensis, hatte bereits abgeflachte Unterarmknochen, war also schon strömungsgünstiger geformt. Die feingliedrigen, verlängerten Hände und Füße vermochten wahrscheinlich Schwimmhäute aufzuspannen. Auch sein Becken entsprach einem Leben im Wasser: Die sonst bei Säugern übliche Verschmelzung der untersten Wirbel war gelockert – kraftvolle Schwanzbewegungen mit Beteiligung des hinteren Rumpfbereiches gaben dem Tier Schub. Insgesamt dürfte Rodhocetus an der Wasseroberfläche auf Hundeart herumgepaddelt sein, unter Wasser hingegen eine Mischung aus otterartigen Hinterbeinbewegungen und kräftigen Schwanzschlägen benutzt haben. Wenn das Tier zur Fortpflanzung oder zum Sonnenbaden an Land ging, so glaubt Gingerich, robbte es vielleicht vorwärts wie ein heutiger Seehund.

Zu Zeiten der Basilosauriden und Dorudontiden lebten die Wale vollständig im Wasser. Wie ihre modernen Artgenossen hatten sie eine bewegliche Schulter, aber versteifte Ellenbogen- und Handgelenke – offensichtlich verfügten sie schon über die charakteristischen, Flipper genannten Seitenflossen zum Steuern und Balancehalten. Weiter hinten am Skelett trugen sie nur kleine Beinchen mit entsprechend verkleinertem Becken.

Eine Untersuchung der Wirbel von Dorudon durch Mark D. Uhen vom Cranbrook Institute of Science in Bloomfield Hills (US-Bundesstaat Michigan) ergab, dass einer ihrer Schwanzwirbel im Profil abgerundet war. Moderne Wale haben ebenfalls einen solchen Kugelwirbel an der Basis der Fluke, also der flachen, quer stehenden Schwanzflosse. Uhen vermutet deshalb, dass Basilosauriden und Dorudontiden schon Fluken hatten und durch Auf- und Abschlagen des Schwanzes wie moderne Wale schwammen, eine energetisch sehr günstige Fortbewegungsart.

In welchem Zeitraum die Wale ihre Beine ganz verloren haben, wissen die Paläontologen noch nicht. Lawrence G. Barnes vom Museum für Naturgeschichte in Los Angeles (US-Bundesstaat Kalifornien) hat 1998 im Staat Washington ein Fossil eines etwa 27 Millionen Jahre alten Zahnwales gefunden, der noch recht gut entwickelte Hinterbeine hatte. Diejenigen moderner Wale sind von au-ßen nicht mehr erkennbare Relikte, und ihr winziges Becken dient lediglich als Anker für einige kleinere Muskeln, die nicht mehr zur Fortbewegung beitragen.

Bis kurz vor dem Ende des 20. Jahrhunderts schien der weitere Weg der Wal-Paläontologie vorgezeichnet: Immer neue Fossilien würden immer mehr Details zu einer in wesentlichen Zügen endlich bekannten Stammesgeschichte liefern, die ihren Ursprung einstmals bei den Mesonychidae genommen hatte. Doch dann erschütterten genetische Tests in den USA, Frankreich und Japan das so sicher geglaubte Gedankengebäude. Anders als die immunologischen Untersuchungen aus den 1960er Jahren legten DNA-Vergleiche nahe: Wale sind nicht nur mit den Paarhufern näher verwandt als mit allen anderen Säugern – Wale sind Paarhufer. Kein Mesonychide stand am Anfang ihrer Entwicklung, sondern ein Urpaarhufer, vermutlich ein Urflusspferd.

Den Paläontologen schmeckte diese These gar nicht. Gingerich erinnert sich: "Ich dachte, die sind verrückt. Alles, was wir gefunden hatten, passte ins Bild des Mesonychiden-Ursprungs." Diese Tiere schienen zur rechten Zeit am richtigen Ort gewesen zu sein, während es kein Fossil gab, das als zeitlich, geografisch und morphologisch plausibler Paarhufer-Vorfahr für Wale herhalten konnte, von Flusspferden ganz zu schweigen. Auch Thewissen ignorierte die DNA-Ergebnisse bis 1999. In diesem Jahr publizierten Norihiro Okada und seine Kollegen am Tokyo Institute of Technology ihre DNA-Vergleiche. Die Forscher hatten dafür so genannte Sines (short inter-spersed elements) verwendet. Diese kurzen Zwischenstücke im Erbgut tragen vermutlich keine Information für irgendein körperliches Merkmal. Derart überflüssig für das Überleben unterliegen sie offenbar keiner natürlichen Auslese und lassen deshalb besonders sichere Rückschlüsse auf Verwandtschaften zu. Und die Sines sprachen ebenfalls für die Variante: Wale sind schlichtweg schwimmende Paarhufer.

Es gab nur einen Weg, die Kontro-verse zu lösen: Hätten die Molekular-biologen Recht, müssten Urwale ein besonders geformtes "Rollbein" gehabt haben. Dieser Astragalus genannte Knochen in der Fußwurzel wird für die Auf- und Abrollbewegung des Fußes gegen den Unterschenkel benötigt. Beim Paarhufer trägt er zwei charakteristische seilrollenartige Gruben auf der Gelenkfläche. Die eine hat Kontakt zum Schienbein, die andere zu weiteren Fußwurzelknochen.

Urururenkel der Urflusspferde

Letzten Herbst fiel dann tatsächlich dieses letzte Puzzlestück an seinen Platz. Gingerichs Team fand in Ost-Baluchistan ein teilweise zusammenhängendes Skelett von Rodhocetus balochistanensis und eine neue Gattung der Protocetiden namens Artiocetus. Sein Schüler Thewissen entdeckte mit seinen Leuten in einer Knochenansammlung in den Kala-Chitta-Bergen im Pandschab (Pakistan) den größten Teil des lang gesuchten Skeletts von Pakicetus und noch ein kleineres Mitglied dieser Familie, Ichthyolestes. Das Besondere: Jeder dieser Funde hatte ein Rollbein der fraglichen Form.

Beide Wissenschaftler sind nun ebenfalls davon überzeugt, dass die Wale nicht von Mesonychiden abstammen. Gingerich hat sogar die Flusspferd-Idee übernommen. Auch wenn diese Tiere stammesgeschichtlich viel jünger sind als Wale, hatten sie doch Vorfahren im Eozän. Es waren hunde- bis pferdegroße Sumpfbewohner, die Anthracotheria. Deren Hand- und Handgelenksaufbau hat laut Gingerich einige Gemeinsamkeiten mit dem von Rodhocetus, und zwar Eigenheiten, die kein moderner Paarhufer aufweist. Beide könnten sehr wohl einen gemeinsamen Vorfahren mit den Walen haben. Auch Thewissen räumt mittlerweile ein, dass die Flusspferd-Hypothese heute mehr für sich hat als früher. Er ist jedoch noch vorsichtig. Die Eigenheiten des Körperbaus deuten seines Erachtens noch nicht trennscharf auf eine bestimmte Paarhufergruppe als nächste Verwandte.

Im Lichte dieser neuen Befunde dürften die Gemeinsamkeiten von Walen und Mesonychidae wohl ein Ausdruck von Konvergenz sein, also von Anpassungen an ähnliche Lebensweisen. Letztere waren, anders als die Meeressäuger, vermutlich eine Sackgasse der Evolution. Allerdings glauben noch nicht alle Fachleute daran. Maureen O’Leary von der State University of New York in Stony Brook warnt, dass bis zur gemeinsamen Bewertung aller morphologischen und molekularen Befunde die Mesonychidae noch den Platz an der Stammbaum-Basis beanspruchen können. Es sei auch vorstellbar, dass sie als ursprüngliche Paarhufer die Entwicklungstendenz im Bereich des Fußgelenks umgekehrt hätten. Dann wären sie immer noch die allernächsten Verwandten der Wale, Flusspferde hingegen lediglich die nächsten lebenden. Ihre Kritiker konstatieren, dass die Einbeziehung der Mesonychiden in die Paarhufer zwar einen Notausstieg für die Anhänger der älteren Hypothese schaffe, dafür aber die lang akzeptierte Vorstellung geopfert werden müsse, dass ein Paarhufer durch sein Rollbein gekennzeichnet sei.

Die genaue Beziehung zwischen Walen und Paarhufern wird wohl nur durch weitere Fossilfunde geklärt werden können, besonders solche, die deren Anfang allgemein und speziell den der Flusspferde aufhellen könnten. Wenn auch der letzte Ursprung damit noch unklar ist, gibt es inzwischen detaillierte Vorstellungen über die weitere Entwicklung der Meeressäuger bis zum Ende der Urwale. Wie aus diesen Barten- und Zahnwale wurden und wann ihre modernen Merkmale auftraten, ist ein weiteres Rätsel um die Wale.

Literaturhinweise


Wale und Delphine. Von Anthony R. Martin. Mosaik Verlag, 1991.

Origin of Whales from Early Artiodactyls: Hands and Feet of Eocene Protocetidae from Pakistan. Von P.D. Gingerich et al. in: Science, Heft 293, S. 2239, 21.9.2001.

Skeletons of Terrestrial Cetaceans and the Relationship of Whales to Artiodactyls. Von J.G.M. Thewissen et al. in: Nature, Heft 413, S. 277, 20.9.2001.

The Emergence of Whales: Evolutionary Patterns in the Origin of Cetacea. Von J.G.M. Thewissen (Hg.), Plenum, 1998.


Glossar


Cetaceae: eine Ordnung der Säugetiere, die alle heutigen Wale, Delfine und Tümmler sowie ihre ausgestorbenen Vorfahren umfasst. Die heutigen Arten werden in zwei Unterordnungen gegliedert: die Zahnwale (Odontoceti) schließen Pottwale, Pilotwale und Belugas ein sowie alle Delfine, Tümmler und Schwertwale, zu den Bartenwalen (Mysticeti) gehören Blau-, Finn-, Grau-, Buckel- und Seiwale sowie ihre Verwandten. Der Begriff "Wal" wird oft als Sammelbegriff für alle Cetaceae verwendet.

Mesonychidae: eine Familie ursprünglicher wolfsähnlicher Huftiere, die man lange Zeit als Vorfahren der Wale ansah.

Eozän: ein warmes Erdzeitalter, das vor 55 Millionen Jahren begann und vor 34 Millionen Jahren endete. In dieser Zeit begaben sich die Wale auf den Weg vom Land ins Meer.

Oligozän: das Erdzeitalter, das vor 34 Millionen Jahren begann und vor 24 Millionen Jahren endete. Die Meeresspiegel fielen, durch die Trennung von Australien und der Antarktis entstanden die zirkumpolaren Südströme, die Abkühlung brachten. Menge und Verteilung der Nährstoffe im Meer änderten sich, und die Wale erhielten neue ökologische Chancen. Damals entstanden Zahn- und Bartenwale.


Was tranken die Urwale?


Süßwasser ist für Meeressäuger schwer zu bekommen. Seehunde und Seelöwen beziehen ihr Wasser großteils aus ihrer Fischnahrung, einige nehmen auch Schnee auf. Seekühe trinken regelmäßig in den Süßwasserbereichen der Flüsse. Wale hingegen decken ihren Wasserbedarf zum Teil aus der Nahrung, aber auch durch einen gelegentlichen Schluck Wasser. Wann entwickelten ihre Vorfahren die Fähigkeit, die damit verbundene Salzüberladung zu bewältigen? Hinweise geben die Verteilungen der Sauerstoff-Varianten 16O und 18O. Meerwasser enthält mehr von der schwereren, 18O. Da Säugetiere aus dem getrunkenen Wasser Sauerstoff in ihre Zähne und Knochen einlagern, sollten sich die Fossilien derer, die Meerwasser aufnehmen, von denen der Süßwassertrinker unterscheiden.

Demnach dürften Pakicetiden, die ältesten bekannten Wale, Süßwasser getrunken haben, was mit anderen Befunden, wonach sie viel Zeit an Land verbrachten, übereinstimmt. Die Ambulocetus-Arten lebten schon im Meer, ihre Fossilien werden in marinen Sedimenten gefunden. Doch die Isotopenanalyse liefert kein klares Bild. Forscher glauben, dass die Tiere zum Trinken noch an Land gingen. Es wäre aber möglich, dass sie ihre Jugendjahre, in denen die Zähne mineralisieren, im Süßwasser verbrachten und erst später ins Meer gingen, wie dies auch etliche große Fische der Tropen heute tun. Die Protocetiden dagegen, deren Skelett stärker an das Wasserleben angepasst ist, zeigen auch in der Isotopenmessung reine Meerwasserwerte.

Aus: Spektrum der Wissenschaft 7 / 2002, Seite 26
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
7 / 2002

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft 7 / 2002

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