Die „erstaunliche“ Funktion des Riesenpandas wurde vor mindestens sechs Millionen Jahren entwickelt

Eine künstlerische Rekonstruktion von Ailurarctos aus Shuitangba. Die Greiffunktion seines falschen Daumens (in der rechten Person gezeigt) hat das Niveau moderner Pandas erreicht, während das radiale Sesambein beim Gehen möglicherweise etwas mehr vorgestreckt ist als sein modernes Gegenstück (in der linken Person zu sehen). Bildnachweis: Illustration von Mauricio Anton

Bambus essen? Es ist alles im Handgelenk.

Wann ist ein Daumen eigentlich kein Daumen? Wenn es sich um einen länglichen Handgelenksknochen des Großen Pandas handelt, der zum Greifen von Bambus verwendet wird. Während ihrer langen Evolutionsgeschichte hat die Hand des Pandas nie einen wirklich opponierbaren Daumen entwickelt. Stattdessen entwickelte es aus einem Handgelenksknochen, dem radialen Sesambein, eine daumenähnliche Ziffer. Diese einzigartige Anpassung hilft diesen Bären, sich vollständig von Bambus zu ernähren, obwohl sie Bären sind (Mitglieder der Ordnung Carnivora oder Fleischfresser).

In einem neuen Papier, das heute (30. Juni 2022) veröffentlicht wurde, berichten Wissenschaftler über die Entdeckung des frühesten bambusfressenden Panda-Vorfahren mit diesem „Daumen“. Überraschenderweise ist es länger als seine modernen Nachkommen. Die Forschung wurde von Xiaoming Wang, dem Kurator für Wirbeltierpaläontologie des Natural History Museum of Los Angeles County, und Kollegen durchgeführt.

Während der berühmte falsche Daumen bei zeitgenössischen Riesenpandas (Ailuropoda melanoleuca) seit mehr als 100 Jahren bekannt ist, wurde aufgrund des nahezu vollständigen Fehlens fossiler Aufzeichnungen nicht verstanden, wie sich dieser Handgelenksknochen entwickelt hat. Ein fossiler falscher Daumen von einem angestammten Riesenpanda, Ailurarctos, das vor 6–7 Millionen Jahren entstand, wurde am Standort Shuitangba in der Stadt Zhaotong in der Provinz Yunnan in Südchina freigelegt. Es gibt Wissenschaftlern einen ersten Einblick in die frühe Verwendung dieser zusätzlichen (sechsten) Ziffer – und den frühesten Beweis für eine Bambusdiät bei angestammten Pandas – und hilft uns, die Entwicklung dieser einzigartigen Struktur besser zu verstehen.

Chengdu-Panda, der Bambus isst

Chengdu-Panda, der Bambus isst. Bildnachweis: Reproduktion des Fotos mit Genehmigung von Sharon Fisher

„Tief im Bambuswald tauschten Riesenpandas eine Allesfresser-Ernährung aus Fleisch und Beeren gegen den leisen Verzehr von Bambus, einer Pflanze, die in den subtropischen Wäldern reichlich vorhanden ist, aber einen geringen Nährwert hat“, sagt NHM-Vertebraten-Paläontologie-Kurator Dr. Xiaoming Wang. „Bambusstängel fest zu halten, um sie in mundgerechte Größen zu zerkleinern, ist vielleicht die wichtigste Anpassung an den Verzehr einer ungeheuren Menge Bambus.“

Wie man gleichzeitig geht und Bambus kaut

Diese Entdeckung könnte auch dazu beitragen, ein anhaltendes Panda-Rätsel zu lösen: Warum sind ihre falschen Daumen scheinbar so unterentwickelt? Als Vorfahr der modernen Pandas, Ailurarctos Man könnte erwarten, dass sie noch weniger gut entwickelte falsche „Daumen“ haben, aber das Fossil, das Wang und seine Kollegen entdeckten, zeigte einen längeren falschen Daumen mit einem geraderen Ende als der kürzere, hakenförmige Finger seiner modernen Nachkommen. Warum also hörten die falschen Daumen der Pandas auf zu wachsen, um einen längeren Finger zu erreichen?

„Der falsche Daumen des Pandas muss laufen und ‚kauen’“, sagt Wang. „Eine solche Doppelfunktion dient als Grenze dafür, wie groß dieser ‚Daumen‘ werden kann.“

Panda Greifen gegen Gehen

Panda Greifen gegen Gehen (weißer Knochen ist der falsche Daumen). Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung des Natural History Museum of LA County

Wang und seine Kollegen glauben, dass die kürzeren falschen Daumen des modernen Pandas ein evolutionärer Kompromiss zwischen der Notwendigkeit, Bambus zu manipulieren, und der Notwendigkeit, zu gehen, sind. Die Hakenspitze des zweiten Daumens eines modernen Pandas ermöglicht es ihnen, Bambus zu manipulieren, während sie ihr beeindruckendes Gewicht zur nächsten Bambusmahlzeit tragen können. Schließlich erfüllt der „Daumen“ eine doppelte Aufgabe als radiales Sesambein – ein Knochen im Handgelenk des Tieres.

„Fünf bis sechs Millionen Jahre sollten dem Panda ausreichen, um längere falsche Daumen zu entwickeln, aber es scheint, dass der evolutionäre Druck, reisen und sein Gewicht tragen zu müssen, den ‚Daumen’ kurz gehalten hat – stark genug, um nützlich zu sein, ohne groß genug zu sein um im Weg zu stehen“, sagt Denise Su, außerordentliche Professorin an der School of Human Evolution and Social Change und Forschungswissenschaftlerin am Institute of Human Origins der Arizona State University und Co-Leiterin des Projekts, das die Panda-Exemplare geborgen hat.

„Bei der Entwicklung von einem fleischfressenden Vorfahren zu einem reinen Bambusfresser müssen Pandas viele Hindernisse überwinden“, sagt Wang. „Ein opponierbarer ‚Daumen‘ von einem Handgelenksknochen ist vielleicht die erstaunlichste Entwicklung gegen diese Hürden.“

Referenz: „Falscher Daumen des frühesten Riesenpandas schlägt widersprüchliche Anforderungen an Fortbewegung und Fütterung vor“ von Xiaoming Wang, Denise F. Su, Nina G. Jablonski, Xueping Ji, Jay Kelley, Lawrence J. Flynn und Tao Deng, 30. Juni 2022, Wissenschaftliche Berichte.
DOI: 10.1038/s41598-022-13402-y

Die Autoren dieses Artikels sind mit dem Natural History Museum of Los Angeles County, Los Angeles, CA, USA, verbunden; Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften, Peking, China; Arizona State University, Tempe, Arizona, USA; Pennsylvania State University, Universitätspark, Pennsylvania, USA; Kunming Institute of Zoology, Chinesische Akademie der Wissenschaften, Kunming, Yunnan, China; Yunnan Institute of Cultural Relics and Archaeology, Kunming, Yunnan, China; Harvard-Universität, Cambridge, Massachusetts, USA.

Die Finanzierung wurde von der USA National Science Foundation, der Yunnan Natural Science Foundation, der National Natural Science Foundation of China, den Regierungen von Zhaotong und Zhaoyang, Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology, bereitgestellt.

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