Ontogenie und Evolution des Fressens der Temnospondyli

• Antragsteller: Dr. Daniel Schwarz
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 508778113

Der Landgang der Wirbeltiere brachte erhebliche Veränderungen im Fressapparat (FA) mit sich, zu welchem unter anderem Kiefer, Zähne, Hyobranchialapparat und Kiemengebiss sowie die verbindenden Weichgewebe gehören. Trotz vieler evolutionärer Veränderungen blieben bei entfernten Gruppen gewisse Formen und Funktionen des Nahrungsapparates oberflächlich erhalten. Da Form und Funktion anatomischer Strukturen als funktionelle Einheit (d. h. als Form-Funktions-Komplex) fungieren, können aus der Form und Funktion des FA rezenter Taxa Rückschlüsse auf das Fressverhalten (FV) früher Tetrapoden gezogen werden. Da die frühen Tetrapoden jedoch recht vielfältig waren, sind spezifischere Überlegungen erforderlich, um die Entwicklung der Nahrungsaufnahme früher Tetrapoden zu untersuchen. Aufgrund ihrer phylogenetischen Position, vielfältigen Lebensstile und unterschiedlichen Morphologien sind Temnospondyli besonders attraktive Forschungsobjekte, um Fragen bezüglich der Entwicklung früher Tetrapoden zu beantworten. Die vielfältigen Fressmorphologien der Temnospondyli stellen eine sinnvolle Grundlage für die Untersuchung der Entwicklung des FV von Wirbeltieren. Fossilien belegen die vielfältigen ehemals knöchernen Strukturen des FA der Temnospondylen. Weichgewebsmerkmale können mithilfe einer Kombination aus Extant Phylogenetic Bracketing und der Untersuchung von Fossilien mithilfe hochauflösender Bildgebungstechniken abgeleitet werden. Darüber hinaus liefern versteinerte Mageninhalte, Bromalite, Koprolithen und Bissspuren an Beuteknochen direkte Hinweise auf FV und Ernährung. Ziel des Projekts ist es, die Vielfalt der Morphologien der FA von Temnospondylen sowie deren Ontogenese und Evolution unter verschiedenen phylogenetischen Szenarien zu dokumentieren und zu erkennen. Muskelnarben und Sehnenansatzstellen werden identifiziert und nach einer detaillierten Rekonstruktion der Komponenten des FA wird deren Funktion rekonstruiert. Die Studie wird 3D-Anatomie, Biomechanik, Computational Fluid Dynamics (CFD) und Finite-Elemente-Analyse (FEA) integrieren. Rezente Taxa werden die Rahmenbedingungen für die Identifizierung fossiler Skelettelemente und deren Funktionsweise in Temnospondylen bieten. Mithilfe von FEA und CFD werden aquatische und terrestrische FV simuliert, die auf der Kinematik rezenter Analoga sowie den 3D-Rekonstruktionen der Temnospondylen basieren. Form und Funktion dieser Systeme wird über die Ontogenie hinweg studiert und auf die Phylogenie abgebildet. Schließlich werden in der Synthese Morphotypen, Funktionsanalysen und Ernährungsinformationen integriert, um die Zusammenhänge zwischen Form und Funktion des FA früher Tetrapoden aufzuklären. Das Projekt zielt darauf ab, den Nahrungsapparat früher Tetrapoden, seine evolutionären Veränderungen und seine Funktion besser zu verstehen. Die Integration verschiedener Methoden und Daten aus rezenten und fossilen Taxa wird zu einer umfassenden Analyse des FV während des Landgangs der Wirbeltiere beitragen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 5581: Die Evolution von Lebensgeschichten (life histories) bei frühen Landwirbeltieren
• Internationaler Bezug: Belgien, Großbritannien
• Kooperationspartner: Dr. Stephan Lautenschlager; Professor Dr. Sam Van Wassenbergh