Was war das erste Tier auf dem Land?

Vor rund 385 Millionen Jahren herrschte Aufbruchstimmung bei den Wirbeltieren. Bis dahin hatten sie sich bloß als Fische im Wasser getummelt. Nun begannen einige, sich in Richtung Land zu orientieren und dort neue Nahrungsquellen zu erschließen. Dabei hatten sie es nicht etwa auf die Pflanzen abgesehen, von denen manche damals bereits baumhoch emporwuchsen. Wie das Gebiss der innovationsfreudigen Fische verrät, waren sie gewiss keine Vegetarier. Sie schnappten sich wohl urtümliche Insekten und andere Krabbeltiere, deren Vorfahren schon etwa 50 Millionen Jahre früher ihre ersten Schritte an Land gewagt hatten.

Als die ersten Wirbeltiere aus dem Wasser stiegen, galt es nicht nur, die Fortbewegung entsprechend anzupassen. Dass diese Pioniere des Landlebens auch ihre Sehgewohnheiten grundlegend verändern mussten, haben kürzlich Wissenschaftler um Malcolm MacIver von der Northwestern University in Evanston, Illinois und Lars Schmitz vom Natural History Museum of Los Angeles County, California gezeigt. Wasserbewohner, so schreiben sie in den „Proceedings“ der amerikanischen Nationalen Akademie der Wissenschaften (doi: 10.1073/pnas. 1615563114), können auch am helllichten Tag nicht sonderlich weit blicken. Die Forscher vergleichen ein Leben unter Wasser mit einer Fahrt im Nebel. An Land zu leben entspreche dagegen meist einer Fahrt bei schönstem Sonnenschein, der Wegweiser und Hindernisse weithin sichtbar macht.

Doch was heißt das für die Augen von Fischen, die sich an Land begeben? Um das herauszufinden, berechneten die Wissenschaftler, wie sich die Größe der Augen auf die Sichtweite auswirkt. Wobei sich herausstellte, dass es sich unter Wasser nicht lohnt, in größere Sehorgane zu investieren: Selbst wenn sich die Größe der Augen verdreifacht, verbessert sich die Fernsicht nur minimal. An Land hingegen nimmt mit der Größe der Augen die Sichtweite beträchtlich zu, nicht nur bei Tageslicht, auch bei Mondschein und beim Licht der Sterne.

Aus dem Wasser ans Land

Wie groß die Augen längst ausgestorbener Fische und Vierbeiner waren, lässt sich anhand fossiler Überreste recht genau abschätzen. Vorausgesetzt, die Augenhöhlen sind vollständig erhalten geblieben. Präzise vermessen wurden sie bei diversen Vierbeinern aus dem Devon und Karbon sowie bei zahlreichen fossilen Fischen aus der Gruppe der Fleischflosser (Sarcopterygier). Ausgestattet mit vier Flossen, an deren Basis ansehnliche Pakete aus Muskelfleisch saßen, konnten diese nächsten Verwandten der Vierbeiner nicht bloß schwimmen. Mit rhythmischen Bewegungen ihrer muskulösen Flossen konnten sie sich auch vom Grund des Gewässers abstoßen – also gewissermaßen schon laufen, was sich beim Australischen Lungenfisch, einem sogenannten lebenden Fossil, noch heutzutage beobachten lässt.

Im Devon kamen zwar die meisten Fleischflosser mit seitlich am Kopf sitzenden Augen daher. Doch ein im Jahr 2006 entdecktes Fossil, unter dem Namen Tiktaalik wissenschaftlich beschrieben, trägt ein außergewöhnlich großes Paar Augenhöhlen auf der Oberseite seines auffällig breiten Schädels. Mit Augen, die über den Wasserspiegel lugten, ähnelte dieser Fisch eher einem Krokodil. Wahrscheinlich hat er tatsächlich wie so ein Reptil in Ufernähe gelauert und plötzlich zugeschnappt, wenn Beute in Reichweite kam. Gut ausgerüstet für solche Überfälle war er durch ein kräftiges Gebiss und einen gelenkigen Nacken. Gewöhnlichen Fischen fehlt die Fähigkeit, den Kopf unabhängig vom Körper zu drehen.

Auf dem Speiseplan von Wasserbewohnern wie Tiktaalik, die das Land bereits im Blick hatten, könnten zum Beispiel riesige Tausendfüßler gestanden haben, die sich am Ufer an angeschwemmten Pflanzen gütlich taten. Bezeichnenderweise haben Tausendfüßler spezielle Giftdrüsen entwickelt, mit denen sie sich auch heute noch gegen Angriffe von Wirbeltieren aller Art zur Wehr setzen. Noch großäugiger als Tiktaalik waren Ichthyostega und ähnliche Vierbeiner, die sich gegen Ende des Devons vermutlich aus landwärts schauenden Fischen entwickelt haben. Schon ein gutes Stück weiter auf dem Weg zum Lurch, besaßen sie an Stelle von fleischigen Flossen vier Füße mit Zehen – durchaus auch mal mehr als fünf. Damit konnten sie an Land gehen. Ein veritabler Fischschwanz verrät jedoch, wie sehr sie noch dem Lebensraum Wasser verbunden waren.

Die aus dem Karbon bekannten Vierbeiner liefen nicht mehr mit einem Fischschwanz herum wie ihre Vorfahren aus dem Devon, hatten deren Weitblick aber beibehalten. Im Durchschnitt besaßen diese urtümlichen Amphibien dreimal so große Augenhöhlen wie Fische aus der Gruppe der Fleischflosser, die im Wasser geblieben waren. Die Hypothese, dass die bessere Sicht an Land zu einer Vergrößerung der Augen führte, wird zusätzlich untermauert von Amphibien, die ihrem neuen Lebensraum wieder den Rücken kehrten: Bei diesen Tieren, die vor etwa 345 Millionen Jahren ins Wasser abgetaucht sind, schrumpften die Augen auf eine Größe, die für Fische typisch ist. Auch die Beine verkleinerten sich drastisch. Gleichzeitig wurde der Körper zunehmend länger. Diese eigenartigen Amphibien, die ähnlich wie Aale schlängelnd umherschwammen, sind gegen Ende des Karbons offenbar ausgestorben. Von ihrer großäugigen Verwandtschaft, die sich den Herausforderungen an Land dauerhaft stellte, stammen dagegen nicht nur alle heutigen Amphibien ab, sondern auch Reptilien, Säugetiere und Vögel.

Welches Tier war das erste Tier auf der Erde?

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