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News: Hilfsmotor

Ein winziger Knochen, das Os epipubis, könnte einen wichtigen Beitrag für die Evolution der Säuger gespielt haben.
Opossum
Mühsam schleppt sich der Waran nach vorn. Nach ein paar Schritten sackt der schwere Körper auf den Boden. Erschöpft von der Anstrengung muss sich das Reptil erst einmal ausruhen, bevor es die nächsten Schritte tun kann.

Ganz anders ein Pferd: Im eleganten Galopp stiebt es von dannen, mit einer Bewegungschoreografie, die wie von selbst abzulaufen scheint. Wieso fällt dem Pferd das Laufen so leicht, während der Waran sich so träge fortbewegt?

Die Antwort liegt in der Mechanik der Antriebsmotoren - der Schulter- und Beckengürtel: Bei Reptilien - und auch bei Insekten - ist der Körper zwischen den seitlich liegenden Beinen aufgehängt. Dadurch liegt der Schwerpunkt tief und gibt dem Tier eine stabile Körperlage. Andererseits benötigen die Reptilien Muskelkraft, um den Körper beim Laufen über den Boden zu halten und sich nach vorne zu schieben.

Diese Muskelkraft sparen Säuger, indem sie ihre Beine unter dem Körper angeordnet haben. Diese energetisch günstigere Konstruktion erfordert jedoch aufwändigere mechanische Anpassungen der Extremitätengürtel, welche die Säuger in ihrer fast 200 Millionen Jahre langen Evolution erworben haben müssen.

Schon länger hatten Zoologen einen winzigen Knochen im Verdacht, bei dem Umbau des Beckengürtels eine besondere Rolle zu spielen. Dieser über dem Schambein (Os pubis) liegende und daher Os epibubis genannte Knochen tritt bei fossilen Säugetieren auf. Fast alle heutige Säuger verzichten auf dieses Bauteil - fast, denn bei einigen urtümlichen Beuteltieren gibt es das Knöchelchen immer noch.

Über die genaue Funktion des Epipubis streiten sich die Gelehrten. Manche halten ihn für ein stabilisierendes Element des Beutels, können aber nicht erklären, warum auch männliche Tiere über diese vermeintliche Beutelstütze verfügen.

Wie andere Wissenschaftler auch, bezweifelten Stephen Reilly von der Ohio University und Thomas White vom Buffalo State College diese Hypothese. Sie versuchten daher, den Epipubis "life" in Aktion zu verfolgen. Als Knochenträger dienten ihnen zwei Beutelrattenarten, die Haus-Spitzmausbeutelratte (Monodelphis domestica) und das Nordopossum (Didelphis virginiana). Die Forscher sperrten die Tiere in eine Tretmühle, wo sie fortan für die Wissenschaft marschieren mussten.

Die Beobachtung der Knochen sowie der daran ansetzenden Muskeln durch die so genannte Videofluoroskopie, mit der Bewegungen über Röntgenstrahlung verfolgt werden können, offenbarte eine aktive Rolle des Epipubis beim Laufen. Dabei traten die paarig angelegten Knochen mit ihren Muskeln immer abwechselnd in Aktion. "Statt sich gleichzeitig zu bewegen, geht ein Knochen nach oben, während der andere nach unten wandert", erklärt Reilly. Diese alternierende Bewegung, so vermuten die Wissenschaftler, stabilisiert den Unterleib bei der Fortbewegung. Und diese Stabilisierung ermöglicht den Beutlern eine Gangart, zu der Reptilien noch nicht in der Lage sind: den Trab.

"Diese Opossums sind Beuteltiere, die fast genau so aussehen wie fossile Säuger, die vor Millionen von Jahren gelebt haben", betont Reilly. Das Knöchelchen im Beckengürtel erlaubte daher vermutlich auch den frühen Vorfahren der Säuger, sich schneller und effektiver als Reptilien zu bewegen.

Im Laufe der Evolution wurde der Beckengürtel immer weiter optimiert. Das Os epipubis verschmolz schließlich komplett mit dem Becken und ist daher bei heutigen Säugern nicht mehr nachweisbar. Inzwischen hatten die Tiere auch eine weitere Gangart entwickelt, die ein Opossum beim besten Willen nicht schafft: den Galopp.

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