Grabende Säugetiere überstanden das Massensterben vor 66 Millionen Jahren und legten den Grundstein für den Siegeszug der heute auf der Erde dominierenden Spezies. Noch immer fristen 41 Prozent der landlebenden Säugetiere ein unterirdisches Dasein.
Mehr als 100 Millionen Jahre hatten die frühesten Säugetiere, die etwa vor 230 bis 220 Millionen Jahren auf dem Planeten Erde aufgetaucht waren, an der Seite und als schon damals recht vielfältige Gruppe ganz bewusst im Schatten der übermächtigen Dinosaurier gelebt. Allerdings blieben sie sehr klein, waren kaum größer als ein Dachs, hatten kaum Ähnlichkeit mit den heutigen Säugern und waren überwiegend nachtaktiv. Die bescheidene Körpergröße und die Nachtaktivität der schon weltweit verbreiteten und eine beachtliche Diversität aufweisenden Säugetiere waren eine entscheidende Überlebensstrategie, um ihren dominanten Fressfeinden aus dem Weg zu gehen. Zusätzlich suchten viele dieser Säugetiere Schutz vor den Dinosauriern unter der Erde, indem sie sich in sicheren Höhlen oder Gängen eingruben. Was sich als riesiger evolutionärer Vorteil erweisen sollte, als vor 66 Millionen Jahren ein Asteroid von etwa 14 Kilometern Durchmesser im Bereich der heutigen mexikanischen Halbinsel Yucatán mit der Zerstörungskraft von mindestens 200 Millionen Hiroshima-Bomben eingeschlagen war und danach einen gewaltigen Klimawandel mit einer langen Eiszeit ausgelöst hatte, wodurch in einem gigantischen Massensterben etwa 75 Prozent aller Lebewesen, Tiere wie Pflanzen, verschwinden sollten.
Prominenteste Opfer dieser Katastrophe aus dem All, die die Grenze zwischen den Erdzeitaltern Kreidezeit und Paläogen markiert, als K-Pg-Grenze bezeichnet wird und den Beginn der Erdneuzeit einleitete, waren bekanntermaßen die Dinosaurier. „Die Säugetiere wären beinahe mit den Dinosauriern verschwunden“, so der renommierte US-Wirbeltier-Paläontologe und Evolutionsbiologe Prof. Stephen Louis Brusatte im Interview mit RND – Redaktions-Netzwerk Deutschland. „Wir schätzen, dass nur etwa zehn Prozent von ihnen den Einschlag überlebten. Vermutlich waren das vor allem kleine Säugetiere, die sich von ganz unterschiedlichen Dingen ernähren konnten und in der Lage waren, zu graben. Diese Eigenschaften erwiesen sich als besonders nützlich, auch weil die Welt nach dem Einschlag des Asteroiden so schnell ins Chaos stürzte. Es gab Erdbeben, gewaltige Brände, Tsunamis. Die Sonne verschwand für Jahre hinter Staub und Asche, die Temperaturen fielen dramatisch. Sich in Höhlen zu verstecken und Allesfresser zu sein, war da eine gute Überlebensstrategie“.
Es waren denn auch vor allem grabende Tiere, die die Grundlagen für den globalen Siegeszug der Säugetiere legten, die ohne die Gefahr durch die Dinosaurier im Laufe des zehn Millionen Jahre dauernden Paläozäns deutlich an Größe zulegten, wobei die Entwicklung ihres Gehirns der Körpermasse zunächst noch recht weit hinterherhinkte. „Entgegen unseren Erwartungen waren Säugetiere, die den Asteroiden überlebten und die Dinosaurier überdauerten, ziemlich dumm“, so Prof. Brusatte als Mitautor einer 2022 veröffentlichten Studie über die Auswertung von Säugetierfossilien aus dem Paläozän und der darauffolgenden Epoche des Eozäns, „Sie verfügten nicht annähernd über die Gehirnleistung heutiger Säugetiere – und eine ausgeprägte Intelligenz entwickelte sich erst viele Millionen Jahre später.“
Verbreitungserfolg und Diversifizierung
Überraschenderweise leben auch heute noch mindestens 41 Prozent aller Landsäugetiere (ohne Berücksichtigung der Fledermäuse) grabend, wie eine aktuelle, im Fachmagazin „Current Biology“ veröffentlichte Studie von Wissenschaftlern der Philipps-Universität Marburg unter Federführung der Biologen Dr. Stefan Pinkert und Prof. Nina Farwig herausgefunden hatte. „Der Untergrund bietet Schutz vor Prädatoren, am Tag und während der Winterruhe, aber auch in widrigem und stark schwankendem Klima. Das ist besonders im äthiopischen, tibetischen und chilenischen Hochland zu beobachten, wo wir intensiv forschen. Unsere Ergebnisse zeigen nun, dass dieses Verhalten eine entscheidende Komponente von Überlebensstrategien sehr vieler Arten ist und es maßgeblich sowohl die Diversitätsmuster als auch die Evolution von Säugetieren beeinflusst hat“, so Dr. Pinkert. „Eine der Haupthypothesen zum Ursprung des Grabens ist der bessere Schutz vor Raubtieren sowohl für Erwachsene als auch für Jungtiere“, so das Team. „Außerdem ist ein solcher Schutz entscheidend für saisonale Ausdauerstrategien wie Sommerruhe und Winterschlaf, die einen dauerhaften Schutz entweder in Form von Höhlen oder Baumlöchern erfordern. Dies deutet darauf hin, dass das Graben eine wichtige Anpassung an raue und stark saisonabhängige Umweltbedingungen ist. Trotz seiner Bedeutung für das Überleben von Arten unter extremen Bedingungen und seiner Auswirkungen auf das Funktionieren von Ökosystemen ist die umfassendere ökologische und evolutionäre Bedeutung des Grabens bei Säugetieren noch unerforscht.“
Ausgangspunkt der Untersuchung der Marburger Forscher war die Annahme, „dass das Graben den Verbreitungserfolg und die Diversifizierung bestimmter Säugetierlinien begünstigt und so die Beständigkeit und Besiedlung rauer Klimazonen sowie in Perioden mit ausgeprägten Klimaveränderungen gefördert hat.“ Zur Überprüfung dieser Hypothese untersuchte das Team die Lebensweise, Verbreitung und Diversifikation im Verlauf der Evolutionsgeschichte von 4.407 Landsäugetieren. Über 3.096 Arten dieser Landsäuger aus 989 Gattungen und 115 Familien lagen auch Informationen zum Grabverhalten vor. „Säugetiere dominieren die Ökosysteme weltweit als Spitzenprädatoren und Pflanzenfresser. Ihre frühesten bekannten Mitglieder und nächsten ausgestorbenen Verwandten (Mammaliaformes) waren jedoch überwiegend kleine, spitzmausartige Tiere. Zu ihnen gehörten als Teil eines breiten Spektrums ökologischer Lebensstile viele grabende Arten. Die nächtliche Aktivität und das Grabverhalten dieser frühen Säugetiere, so wird seit langem vermutet, boten während des K-Pg-Massenaussterbens entscheidende Vorteile und erleichterten danach die Entstehung vieler sich basal verzweigender Linien. „Unsere Ergebnisse stützen die Existenz von Grabverhalten in den ältesten noch lebenden Säugetierlinien (Monotremata, deutsch Kloakentiere): Tachyglossidae (Ameisenigel) und Ornithorhynchidae (Schnabeltiere) und enthüllen seinen großen Einfluss auf die Evolutionsgeschichte der Säugetiere“, so die Marburger Wissenschaftler. Wobei die Diversifikationsrate speziell im mittleren Eozän, in der Zeit vor 56 bis 38 Millionen Jahren, als die Umweltbedingungen ganz extrem waren, laut den Forschern besonders hoch war. Damals entfielen 88 bis 94 Prozent aller Abspaltungen bei Landsäugetieren (wieder ohne Berücksichtigung der Fledermäuse) auf grabende Abstammungslinien. „Im Gegensatz dazu ereigneten sich die frühesten großen Diversifizierungen innerhalb der jeweiligen nicht grabenden Linien während der Kreidezeit, insbesondere bei höheren globalen Temperaturen.“
Eine Bereicherung für die Bodenstruktur
Die Marburger Forscher konnten belegen, dass sich grabende Säugetiere besonders artenreich genau in jenen kalten, wenig produktiven Regionen wie dem Hochland oder den Wüsten etablieren konnten, in denen die nicht grabenden Tiere ihre Probleme haben. Und dass es bei den grabenden Säugern gerade in erdgeschichtlichen Epochen mit großen klimatischen Umbrüchen zu einer starken Zunahme der Diversifikation gekommen war. Kaltzeiten begünstigten eine verstärkte Ausbreitung der grabenden Säuger, und es entstanden besonders viele evolutionäre Linien. „Heute ist der Anteil grabender Säugetierarten stark entlang eines Breitengradienten strukturiert, wobei grabende Arten den Großteil der Arten oberhalb des 20. Breitengrades sowohl auf der Nord- als auch der Südhalbkugel ausmachen. Ihre einzigartige Anpassung an das raue und jahreszeitlich bedingte Klima der Gegenwart, zusammen mit Diversifizierungen an der K-Pg-Grenze und während der schnellen Temperaturwechsel im Eozän, legt nahe, dass Temperaturveränderungen ein wichtiger Faktor für diesen Verbreitungserfolg waren. Obwohl hohe Diversifizierungsraten bisher als allgemeines Merkmal von Säugetierarten hoher Breiten galten, scheinen sich insbesondere grabende Arten diversifiziert und in die neu entstehenden kaltgemäßigten Klimazonen ausgebreitet und dabei den tropischen Nischenkonservatismus überwunden zu haben“, so die Forscher.
Die nicht grabenden Säugetiere tummeln sich laut den Wissenschaftlern vor allem in wärmeren, produktiven Regionen mit geringen saisonalen Temperaturschwankungen. Beispielsweise mit einer hohen Artenvielfalt rund um den Äquator und in den tropischen Regenwäldern. Der besondere Lebensstil der grabenden Säugetiere kommt allerdings nicht nur ihnen selbst zugute. „Viele von ihnen sind von entscheidender Bedeutung für terrestrische Ökosysteme der Erde. Als Ökosystem-Ingenieure verbessert ihre Grabintensität die Bodenstruktur, beeinflusst Wasserflüsse und schafft Rückzugsorte für zahlreiche andere Arten“, so Prof. Farwig. Grabende Säugetiere könnten laut dem Forscherteam daher auch eine wichtige Rolle bei der Stärkung der Widerstandsfähigkeit von Landschaften gegenüber dem Klimawandel spielen. Daher sollte laut dem Marburger Team künftig ein verstärkter Naturschutzfokus auf grabende Säugetiere von Wühlmaus über Maulwurf bis zum Murmeltier mit Blick auf Biodiversität und zum Erhalt der Funktionsfähigkeit des Ökosystems gelegt werden: „Die in der Studie gezeigten unterschiedlichen und sogar gegenläufigen Reaktionen von grabenden und nicht grabenden Säugetieren auf räumliche und zeitliche Klimaschwankungen unterstreichen, dass Verhaltensweisen wie das Graben in Zukunft stärker in Biodiversitätsprognosen und Schutzstrategien einbezogen werden sollten.“