Echte Seeungeheuer: Die Jagd nach Raubtier X

Von James O’Donoghue

Jeden Sommer geht ein Team der Universität Oslo in Norwegen auf der Insel Spitzbergen auf Monsterjagd. Sie tragen Gewehre für den Fall, dass sie vom größten lebenden Landraubtier der Welt, dem Eisbären, bedroht werden. Aber es sind keine Bären, die sie jagen. Sie sind auf der Suche nach einer viel größeren Beute, den furchterregendsten Raubtieren, die je gelebt haben.

Schrittweise 150 Millionen Jahre zurück, war Spitzbergen von einem kühlen, flachen Meer bedeckt, in dem es von Meeresreptilien wimmelte. Die Kreaturen starben aus und ihre Fossilien wurden Teil einer Insel, die mit Knochen vollgestopft ist. Nirgendwo sonst auf der Welt sind so viele Meeresreptilien an einem Ort zu finden.

Für ein paar kurze Wochen geht die Sonne nie unter und die Temperaturen steigen bis knapp über den Gefrierpunkt. Da die Forscher wissen, dass der Boden bald gefroren sein wird, graben sie wie verrückt. „Es ist wie ein Goldrausch, es gibt so viele Fossilien, die darauf warten, gefunden zu werden“, sagt Teamleiter Jørn Hurum. „Die Fundstelle ist dicht mit Skeletten bestückt. Während wir hier sprechen, verwittern wahrscheinlich mehr als 1000 Skelette.“

Hurums Entdeckungen in der Arktis sind Teil einer bemerkenswerten Renaissance des Interesses an den Meeresreptilien des Mesozoikums, das vor 251 bis 65 Millionen Jahren stattfand – einschließlich der Bekanntgabe eines kolossalen neuen Meeresreptils von der „Juraküste“ von Dorset in Südengland diese Woche. Wir wissen jetzt mehr über diese Gruppe von Lebewesen als je zuvor.

Marine Reptilien gehörten zu den ersten Wirbeltierfossilien, die der Wissenschaft bekannt waren, und waren der Schlüssel zur Entwicklung der Evolutionstheorie. Im späten 18. Jahrhundert wurden in einer Mine in Maastricht in den Niederlanden die massiven Kiefer eines echsenartigen Tieres gefunden. Das später als Mosasaurus bezeichnete Tier trug dazu bei, die Wissenschaftler davon zu überzeugen, dass Tiere aussterben können – zu seiner Zeit ein radikales Konzept. Im frühen 19. Jahrhundert trugen die Ichthyosaurier und Plesiosaurier, die von der legendären Fossilienjägerin Mary Anning in der Lyme Bay im Südwesten Englands entdeckt wurden, zur Etablierung der Paläontologie bei. Meeresreptilien gehörten zu den am besten verstandenen ausgestorbenen Lebewesen der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts und spielten eine wichtige Rolle in der intellektuellen Debatte, die Darwins Evolutionstheorie begründete.

Doch sie gerieten aus dem Blickfeld, als ihre terrestrischen Verwandten ins Zentrum der Aufmerksamkeit rückten. Es dauerte fast ein Jahrhundert, bis die Meeresreptilienforschung aus dem Schatten der Dinosaurier heraustrat. „Die Wissenschaftler dachten, sie wüssten schon alles“, sagt der Plesiosaurier-Experte Leslie Noè vom Thinktank Museum in Birmingham, Großbritannien. „Man dachte, sie seien es nicht wert, studiert zu werden. Das würde heute niemand mehr behaupten. Unser Wissen über Meeresreptilien ist heute phänomenal besser als noch vor 10 Jahren.“

In der modernen Welt sind Meeresreptilien nur noch selten anzutreffen: Salzwasserkrokodile, Schildkröten und Seeschlangen sind Raritäten in Küstengewässern. Im eisfreien Treibhaus des Mesozoikums jedoch durchquerten Reptilien die Ozeane von Pol zu Pol und besetzten die ökologischen Rollen, die heute größtenteils von Walen, Delfinen, Schweinswalen, Robben und sogar Haien ausgefüllt werden.

Gleich den heutigen Meeressäugern entwickelten sich die Meeresreptilien aus landlebenden Vorfahren und waren luftatmend. Für sie war es eine echte Rückkehr ins Wasser. Reptilien entwickelten sich vor etwa 300 Millionen Jahren aus amphibienähnlichen Vorfahren, die ihre Eier im Wasser ablegen mussten. Reptilien hingegen gedeihen in heißen, trockenen Umgebungen.

Zu den ersten, die zurückkehrten, gehörten die Mesosaurier vor etwa 280 Millionen Jahren. Sie waren reine Wassertiere mit langen, dünnen Körpern, Schwimmfüßen und zahnbewehrten Kiefern. Sie verschwanden nur wenige Millionen Jahre später und hinterließen keine bekannten Nachkommen.

Erst nach dem permischen Massenaussterben vor 251 Millionen Jahren begann eine groß angelegte Invasion der Reptilien. Das Aussterben war der größte Kahlschlag, den die Welt je gesehen hat, und die Meeresbewohner wurden besonders hart getroffen: 19 von 20 Meeresarten starben aus.

Luftatmer

Die leeren Meere waren reif für eine Besiedlung, und die Reptilien waren in einer guten Position, um daraus Nutzen zu ziehen. Die Temperaturen waren einige Grad wärmer als heute, was den kaltblütigen Reptilien sehr entgegenkam. Da sie Luft atmen, konnten sie in den sauerstoffarmen Gewässern der nachpermischen Welt, in denen Fische nur schwer überleben konnten, gut gedeihen. Große Raubfische waren ebenfalls selten.

Im Mesozoikum entwickelten sich viele Arten von Meeresreptilien, aber vier ragen aufgrund ihrer Häufigkeit, ihrer Dominanz und ihrer weltweiten Verbreitung heraus: Ichthyosaurier, Plesiosaurier, Pliosaurier und Mosasaurier. Alle vier Gruppen waren räuberisch und gehörten zu den besten Meeresräubern ihrer Zeit. Einige Arten erreichten wirklich enorme Größen.

Ein Schlüssel zu ihrem Erfolg war die Entwicklung der Lebendgeburt oder Viviparie. Dass Ichthyosaurier sich auf diese Weise fortpflanzten, ist seit Jahrzehnten bekannt, dank gut erhaltener Fossilien, die im Steinbruch Holzmaden in Deutschland gefunden wurden. Ein exquisites Exemplar, das heute im Staatlichen Museum für Naturkunde in Stuttgart aufbewahrt wird, zeigt einen Ichthyosaurier bei der Geburt, die auch in dem unten abgebildeten chinesischen Fossil spektakulär zu sehen ist.

Viviparie wurde wahrscheinlich bei allen großen Meeresreptilien beobachtet. Im Jahr 2001 untersuchte Mike Caldwell von der University of Alberta, Kanada, ein Mosasaurierfossil im Naturhistorischen Museum in Triest, Italien. „Als ich die Schublade öffnete, wusste ich sofort, dass wir eine wichtige Entdeckung gemacht hatten. Vor mir lag ein Mosasaurier mit Embryonen – er hatte winzig kleine Versionen der Erwachsenen in seinem Bauch aufgereiht“, sagt er.

Im Jahr 2004 kam der Beweis, dass eine Vorfahrengruppe der Plesiosaurier, die Keichousaurier, ebenfalls lebende Junge zur Welt brachten. Daher gehen die Forscher jetzt davon aus, dass auch die Plesiosaurier lebendgebärend waren (Nature, Bd. 432, S. 383). „Durch Lebendgeburten kann man viel größer werden, weil man nicht ins flache Wasser kommen oder an Land gehen muss, um Eier zu legen“, sagt Caldwell. „Wenn man im Wasser gebären kann, kann man die Ozeane des Planeten besiedeln“ (Proceedings of the Royal Society of London B, Bd. 268, S. 2397).

Die erste große Erfolgsgeschichte waren die Ichthyosaurier, die vor etwa 245 Millionen Jahren in den Fossilien auftauchten. Frühe Ichthyosaurier waren aalähnliche Kreaturen, die sich in Küstennähe aufhielten, aber im Laufe der nächsten 40 Millionen Jahre entwickelten sie sich zu stromlinienförmigen, delphinartigen Kreuzern, die durch die offenen Ozeane rasten, so der Ichthyosaurier-Experte Ryosuke Motani von der University of California, Davis (Nature, Bd. 382, S. 347).

Einige Linien entwickelten sich zu den größten Meeresreptilien, die je gelebt haben. Im Jahr 2004 grub ein Team unter der Leitung von Elizabeth Nicholls vom Royal Tyrrell Museum in Drumheller, Kanada, einen monströsen Ichthyosaurier aus 210 Millionen Jahre alten Felsen in British Columbia aus. Mit 21 Metern Länge war Shonisaurus so groß wie ein Finnwal, das zweitgrößte lebende Tier der Welt. „Wenn man einen Delfin aufbläst und ihn dünner macht, dann sieht Shonisaurus wahrscheinlich so aus“, sagt Motani, der zum Ausgrabungsteam gehörte (Journal of Vertebrate Paleontology, Band 24, S. 838). Fragmentarische Überreste deuten darauf hin, dass es zu dieser Zeit noch größere Ichthyosaurier gab.

Bis zum Beginn der Jurazeit vor 200 Millionen Jahren gesellten sich zu den Giganten kleinere, schnellere Kreuzer. Im Jahr 2002 schätzte Motani, dass Stenopterygius, ein 180 Millionen Jahre alter Ichthyosaurier aus Europa, eine Reisegeschwindigkeit hatte, die mit der von Thunfischen vergleichbar ist, die zu den schnellsten aller lebenden Fische gehören (Paleobiology, Bd. 28, S. 251).

Das Jura war das goldene Zeitalter der Ichthyosaurier. Sie waren häufiger anzutreffen als alle anderen Meeresreptilien und eroberten als erste Gruppe die Tiefsee, wie Motani durch die Erforschung der optischen Eigenschaften ihrer Augen nachwies.

Im Allgemeinen sind Augengröße und Körpergröße bei Wirbeltieren eng miteinander verbunden: Blauwale sind die größten lebenden Wirbeltiere und haben mit 15 Zentimetern Durchmesser die größten Augen.

Viele Ichthyosaurier widersetzten sich diesem Trend. „Ichthyosaurier hatten die größten Augen aller Wirbeltiere“, sagt Motani. Der 4 Meter lange Ophthalmosaurus zum Beispiel hatte Augen von 23 Zentimetern Durchmesser, so groß wie Frisbees, während die Augen des 9 Meter langen Temnodontosaurus 26 Zentimeter groß waren. Unter den Lebewesen haben nur Tiefsee-Riesenkalmare Augen von vergleichbarer Größe. Motani argumentiert, dass die riesigen Augen eine Anpassung an das Tauchen in 500 Meter Tiefe oder mehr waren, um Tintenfische und andere Kopffüßer wie die inzwischen ausgestorbenen Belemniten zu jagen.

Montani schätzte die Sehschärfe der Ichthyosaurier-Augen, indem er ihr Lichtsammelvermögen anhand von Größe und Brennweite berechnete. Er kam zu dem Schluss, dass sie empfindlicher waren als ein typisches nachtaktives Säugetier. „In 500 Metern Tiefe würde ein Mensch nichts sehen können, aber ein Ichthyosaurier wäre in der Lage gewesen, sich bewegende Objekte zu erkennen“, sagt er (Nature, Bd. 402, S. 747).

Am Anfang des Jura gesellten sich zu den Ichthyosauriern die Plesiosaurier und Pliosaurier, die bis zum Ende der Kreidezeit vor etwa 65 Millionen Jahren gediehen. Sie waren eng miteinander verwandt, auch wenn sie nicht so aussahen: Plesiosaurier hatten lange Hälse, kleine Köpfe und zierliche Körper, während die Pliosaurier massive Körper, kurze Hälse und große Köpfe hatten. Beide schwammen mit zwei großen Paddelpaaren.

Zentral für die Biologie der Plesiosaurier waren ihre langen Hälse, die in extremen Fällen länger sein konnten als der Rest des Körpers und der Schwanz zusammen. Der Hals von Elasmosaurus hat 72 Wirbel, mehr als bei jedem anderen uns bekannten Tier. „Langhalsige Meerestiere verschwinden mit dem Aussterben der Plesiosaurier. Diese Art zu leben gibt es einfach nicht mehr“, sagt Noè. Dennoch waren lange Hälse ein wesentlicher Bestandteil der Erfolgsgeschichte der Plesiosaurier.

Vielleicht nutzten sie ihre langen Hälse, um sich unter Fischschwärmen anzuschleichen, die sich gegen den Himmel abzeichneten, vermutet der Experte für Meeresreptilien Mike Everhart vom Sternberg Museum of Natural History in Hays, Kansas. „Der Plesiosaurier hätte sich von einem toten Winkel aus genähert, da die Fische unter oder hinter sich nicht gut sehen können. Dann schnappt er sich, was er kann, bevor der Schwarm alarmiert wird.“ Da der Mageninhalt der Plesiosaurier zeigt, dass Fische eine Hauptbeute waren, wird diese Erklärung weithin akzeptiert.

Noè hat jedoch kürzlich vorgeschlagen, dass sie Bodenfresser waren. Diesem Szenario zufolge wühlte der Kopf des Plesiosauriers auf dem Meeresboden nach Beute, während sein Körper darüber schwamm (Journal of Vertebrate Paleontology, Band 26, S. 105A). Unterstützt wurde diese Idee durch eine Entdeckung aus dem Jahr 2005 in Queensland, Australien, wo Colin McHenry von der Universität Newcastle in New South Wales Plesiosaurier-Mägen voller wirbelloser Meeresboden-Tiere fand (Science, Bd. 310, S. 75). McHenry glaubt, dass beide Erklärungen richtig sind. „Ein langer Hals ist ein fantastischer Allzweck-Fütterungsmechanismus. Er ermöglicht es, sich am Boden entlang treiben zu lassen und interessante Stücke herauszupicken, gibt aber auch die nötige Beweglichkeit, um Fische und Tintenfische zu fangen“, sagt er.

Obwohl Plesiosaurier bis zu 14 Meter lang werden konnten, wurde ein Großteil ihrer Länge von ihren Hälsen eingenommen. Insgesamt wurden sie von ihren Verwandten, den Pliosauriern, den unbestrittenen Top-Raubtieren der mesozoischen Meere, in den Schatten gestellt.

Die Identität des allergrößten Pliosauriers ist umstritten, aber der Pliosaurus kommt ihm sicher nahe. Er ist durch einen 3 Meter langen Kiefer bekannt, der in Oxfordshire, Großbritannien, gefunden wurde, und Noè schätzt, dass er bis zu 18 Meter lang war. „Man könnte seinen Arm in die Zahnhöhlen stecken, so groß sind sie“, sagt Noè, der das Exemplar 2004 beschrieb (Proceedings of the Geologists‘ Association, Band 115, S. 13). Er schätzt, dass es bis zu 30 Tonnen wog. Im Vergleich dazu wog ein ausgewachsener T. rex gerade einmal 7 Tonnen.

Hurum hat in Spitzbergen Fragmente von Pliosauriern ähnlicher Größe gefunden, von denen zwei – mit den Spitznamen „Raubtier X“ und „das Monster“ – bis zu 15 Meter lang gewesen sein könnten. Der riesige britische Pliosaurier, der diese Woche bekannt gegeben wurde, hatte einen Kiefer von etwa 2,4 Metern Länge, was ihn in die gleiche Größenordnung wie Raubtier X bringt. Aber es ist unwahrscheinlich, dass er so groß war wie Pliosaurus selbst.

Nicht nur, dass sie riesig waren, sie waren auch gewaltig. Der Mageninhalt des 11 Meter langen australischen Pliosauriers Kronosaurus, der vor 100 Millionen Jahren lebte, zeigt, dass er Plesiosaurier gefressen hat, so die noch unveröffentlichten Forschungsergebnisse von McHenry. Vergleiche mit lebenden Krokodilen deuten darauf hin, dass Kronosaurus einen viel kräftigeren Biss hatte, als man bei einem Tier mit einer so langen Schnauze erwarten würde.

Aus unbekannten Gründen waren Ichthyosaurier und große Pliosaurier vor 90 Millionen Jahren ausgestorben, aber es dauerte nicht lange, bis ihre ökologische Rolle neu besetzt wurde.

Mosasaurier waren eine neue Art von Meeresreptilien, die sich von der Linie der Warane abspaltete. Das Wissen über die Mosasaurier geht auf die Entdeckung von Mosasaurus zurück, und ihre Fossilienaufzeichnungen sind vollständiger als die anderer Meeresreptilien. Einzigartig ist, dass wir auch semi-aquatische Übergangsformen an der Basis des Stammbaums kennen.

Das vielleicht beste dieser „fehlenden Glieder“ ist der 98 Millionen Jahre alte Haasiasaurus, der in der Nähe von Ramallah im palästinensischen Westjordanland entdeckt wurde. „Haasiasaurus konnte sich an Land genauso gut fortbewegen wie im Wasser“, sagt Mike Polcyn von der Southern Methodist University in Dallas, Texas, der die Art 1999 beschrieb (National Science Museum, Tokio, Monographs, Nr. 15, S. 259).

Diese frühen Mosasaurier entwickelten sich zu vollständig marinen Formen von bis zu 15 Metern Länge. Die letzte Evolutionsstufe der Seeungeheuer hatte begonnen, und der Wettbewerb war hart. „Die Mosasaurier lieferten sich heftige Kämpfe untereinander“, sagt Everhart. „Ich habe gebrochene Knochen, zertrümmerte Schädel und riesige Bisswunden gesehen.“ Ein 5 Meter langer Tylosaurier aus Kansas, den er 2008 untersuchte, wurde durch einen massiven Biss in den Kopf getötet. Das einzige Tier, das in der Lage war, eine solche Verletzung zuzufügen, war ein größerer Mosasaurier, sagt Everhart (Transactions of the Kansas Academy of Sciences, Bd. 111, S. 251).

„Sie gerieten in heftige Kämpfe. Ich habe gebrochene Knochen, zertrümmerte Schädel und riesige Bisswunden gesehen.“

Die allerletzten Mosasaurier zeigten einen interessanten evolutionären Trend. „Primitive Mosasaurier waren schlanke Kreaturen, die ihre Körper wie Aale bewegten“, sagt Johan Lindgren von der Universität Lund in Schweden. „Mit der Zeit versteiften sie ihre Körper und schwammen schließlich nur noch mit dem Schwanz, wie Haie.“ Dieser Prozess erreichte seinen Höhepunkt bei Plotosaurus, dem am weitesten entwickelten Mosasaurier, den wir kennen. In einem verblüffenden Beispiel konvergenter Evolution hatte Plotosaurus eine Körperform entwickelt, die der der Ichthyosaurier nahe kam (Lethaia, Band 40, S. 153).

Der 8 Meter lange Plotosaurus, der nur aus der jüngsten Kreidezeit bekannt ist, gibt einen Hinweis darauf, wie sich die Mosasaurier entwickelt hätten – wenn sie nicht ausgestorben wären.

Am Ende der Kreidezeit gesellten sich die Mosasaurier, Plesiosaurier und Pliosaurier zu den Dinosauriern in die Reihe eines weiteren Massenaussterbens. „Die großen Meeresreptilien standen an der Spitze einer langen Nahrungskette, die vor 65 Millionen Jahren zusammenbrach. Es gab nicht mehr genug Nahrung, um sie am Leben zu erhalten“, sagt Noè.

Die Zeit der Seeungeheuer war vorbei. Aber ein Vakuum wartete darauf, gefüllt zu werden, und 10 Millionen Jahre später tauchte Pakicetus, ein fleischfressendes Säugetier, das ein bisschen wie ein Wolf aussah, zaghaft ins Wasser ein. Die Invasion des Meeres hatte wieder begonnen. Aber das ist eine andere Geschichte.

Editorial: Die unwiderstehliche Anziehungskraft der Seeungeheuer

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