Schlangen sind in unseren Legenden und Mythologien allgegenwärtig. Den meisten von uns wird jedoch jedes Mal das Blut in den Adern gefrieren, wenn wir auf diese seltsam gewellten, schuppigen Muskelschläuche stoßen, die durch die Laubstreu gleiten.
Der Verlust eines Arms oder Beins ist eine Herausforderung. Allerdings kommen Schlangen auch ohne alle vier gut zurecht. Das macht sie misstrauisch. Es lässt uns auch nicht verstehen, wie dieser radikale Übergang einen der erfolgreichsten Wirbeltierkörperpläne hervorgebracht hat.
Mehr als 4.000 Schlangenarten leben heute auf allen Kontinenten außer der Antarktis, von fadendünnen Schlangen bis hin zu riesigen Pythons, an Land und im Meer. Wir haben sie seit der Antike studiert und noch immer ist die älteste Frage über sie unbeantwortet: Was hat Schlangen zu Schlangen gemacht?
Wir haben schon lange vermutet, dass ihr eigenartiger Körperbau ohne Gliedmaßen auf die Lebensweise der ersten Schlangen zurückzuführen ist. In einer neuen Studie, die heute in Nature veröffentlicht wurde, beschreiben meine Kollegen und ich ein kleines, hervorragend erhaltenes Fossil, das uns einer Antwort näher denn je bringt.
Meer oder Land?
Schlangen sind im Wesentlichen stark veränderte Echsen. Irgendwann im Zeitalter der Dinosaurier verlor eine Abstammungslinie von Echsen ihre Gliedmaßen und streckte ihren Körper. Die entscheidende Frage ist, warum.
Seit mehr als einem Jahrhundert konkurrieren verschiedene Ideen miteinander.
Die ersten Schlangen sollen das Wasser besiedelt haben, mit einem langen, gliedmaßenlosen Körper, der zum Schwimmen geeignet war, ähnlich einem Aal.
Eine zweite besagt, dass sie auf der Erdoberfläche lebten, zwischen Laubstreu und Vegetation, wo reduzierte Gliedmaßen ihnen die Fortbewegung durch die dichte Bodenbedeckung erleichtert haben könnten.
Ein Dritter sagt, sie seien untergetaucht, hätten ihre Gliedmaßen verloren und ihre Körper verlängert, um einen kopfvergrabenden Lebensstil zu führen, ähnlich wie moderne Blindschlangen.
Das Problem besteht darin, dass die Beweise auf einer kleinen Handvoll Fossilien basieren. Aus dieser Zeit sind weniger als zehn Schlangenskelette bekannt.
Rekonstruktion des Lebens der grabenden Stängelschlange Tametara mirim, die neben Stängelvögeln und inzwischen ausgestorbenen Sauropodendinosauriern lebte. Gabriel Ugueto Der Schädel eines Baggers
Unser Fossil ist ein neuer und seltener Zeuge. Es stammt aus einem etwa 80 Millionen Jahre alten Gestein im brasilianischen Bundesstaat São Paulo. Wir nennen es Tametara mirim, was in der lokalen indigenen Sprache „verziert“ und „klein“ bedeutet.
Das Fossil ist eine der am besten erhaltenen frühen Schlangenarten der Erde. Es ist außerdem das erste bewegliche Schlangenskelett aus Brasilien, dessen Knochen noch in ihrer ursprünglichen Anordnung verbunden sind. Wir finden ihren Lebensstil in ihren Knochen, insbesondere in ihrem Schädel, verankert.
Kopfwühler bauen in dieser Region dichtere und dickere Knochen auf. Dieses Merkmal hat sich in zahlreichen Abstammungslinien von Grabechsen unabhängig voneinander entwickelt. Wir gehen davon aus, dass dadurch der Schädel gegenüber den Belastungen gestärkt wird, die beim Einsatz als Grabungswerkzeug auftreten.
Tametaras Knochen zeigen, dass es den Schädel eines Baggers hatte. Mit VGSTUDIO MAX gerendertes CT-Scanvolumen. Roy Ebel
Tametara weist genau diese Kombination von Eigenschaften auf. Tatsächlich gehört das Fossil aufgrund unserer Rekonstruktion des Lebensstils zu den spezialisiertesten Kopfwühlern, die es heute gibt, und weit entfernt von allen Eidechsen und Schlangen, die einen allgemeineren Lebensstil verfolgen.
Aber das Schädeldach war nicht unser einziger Beweis.
Wir haben auch ihre Gehirnhöhle digital rekonstruiert, die bisher detaillierteste Rekonstruktion einer primitiven Schlange. Dieser Hohlraum hätte der Form des Gehirns des lebenden Tieres sehr ähnlich gewesen. Die reduzierten Sehzentren und das vereinfachte Vorderhirn zeigen in die gleiche Richtung wie die Knochen: unter die Erde.
Schärfen Sie Ihre Sinne
Aber hier wendet sich die Geschichte.
Wir führten die gleichen Analysen an Dinilysia durch, einer berühmten Urschlange aus Argentinien, und fanden etwas Überraschendes. Die beiden ältesten Schlangen, die wir im Detail untersuchen können, hatten Gehirne, die sich stärker voneinander unterschieden als die meisten heute lebenden Schlangenlinien. Dinilysia war kein Bulldozer. Er lebte an der Oberfläche.
Eine Theorie über die Entwicklung von Schlangen besagt, dass Eidechsen unter die Erde gingen, ihre Gliedmaßen verloren und ihren Körper verlängerten. Roy Ebel
Ihre Gehirne deuten darauf hin, wie unterschiedlich diese beiden Tiere ihre Welt wahrnahmen.
Tametara hatte die eingeschränkte Sehkraft einer Kreatur, die ihr Leben in der Dunkelheit verbrachte. Dinilysia hingegen verfügte über Sinne, die für die Offenheit konzipiert waren. Schon zu Beginn ihrer Geschichte passten Schlangen ihre Sinne an ganz unterschiedliche Lebensräume an.
Wie passt das also zu den Schädelknochen, die die Ahnenlinie der Schlangen im unterirdischen Raum verorten? Die Wahrheit könnte irgendwo dazwischen liegen.
Mein Kollege Tiago Simões von der Princeton University, der die Studie leitete, sagt: „Unsere Ergebnisse geben einer langjährigen Debatte darüber, wie die frühen Schlangen lebten, einen neuen Rahmen.“
Neugestaltung der Debatte
Wir haben uns vorgenommen, die jahrhundertealte Frage, was Schlangen zu Schlangen machte, mit der bisher zuverlässigsten Rekonstruktion der Lebensweise der ersten Reptilien zu klären.
Stattdessen müssen wir die Frage vielleicht neu formulieren: Es war nie nur Meer oder Land.
Tatsächlich war unsere am besten erhaltene erste Schlange ein kompromittierter Wühler. Doch der Weg zu modernen Schlangen verzweigte sich und schlängelte sich. Kein Fossil, und sei es noch so exquisit, kann die gesamte Reise festhalten. Jedes einzelne ist nur ein Scheinwerfer, der auf eine größere, kompliziertere Szene projiziert wird.
Unterirdische Form oder nicht, die Schlange, die heute durch das Gras schlängelt, ist der Überlebende eines langen und beunruhigenden Experiments, das in den Knochen und Gehirnen von Tieren aufgezeichnet wurde, die seit 80 Millionen Jahren tot sind.
Allein diese Entdeckung hat uns dem Verständnis näher denn je gebracht, wie die Evolution uns diese ikonischen, aber gefürchteten Kreaturen hervorgebracht hat.