Winziger Rhynchosaur-Schädel aus Brasilien: Schlüpfling aus der späten Trias

Ein Fossilschädel, der kaum 2,5 Zentimeter misst, entpuppte sich als Neugeborenes aus der späten Trias Brasiliens – also aus einer Zeit vor mehr als 230 Millionen Jahren, als frühe Reptilien die Ökosysteme an Land prägten.

Obwohl der winzige Unterkiefer bereits jene Schneidflächen zeigt, die man von ausgewachsenen Tieren kennt, können die noch im Wachstum befindlichen Zähne die Einordnung in die Irre führen.

Rhynchosaurier-Schädel in Fragmenten

Zwei kieselgroße Gesteinsstücke aus dem Süden Brasiliens enthielten einen winzigen Schädel samt Kiefer; das Material war zwar flachgedrückt, blieb aber vollständig erhalten.

Nachdem er die Bruchstücke dreidimensional rekonstruiert hatte, identifizierte der Paläontologe Dr. Flávio Augusto Pretto von der Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) das Tier als frisch geschlüpft.

Unabgenutzte Zahnkronen und sehr dünne Knochen überzeugten Pretto und sein UFSM-Team davon, dass es sich um einen Schlüpfling handelt – nicht um ein ausgewachsenes, nur besonders kleines Exemplar.

Schon in diesem frühen Stadium trug der Schädel genügend charakteristische Merkmale für den Vergleich mit Adulten, auch wenn einzelne Details der „Ausarbeitung“ noch fehlten.

Ein Rhynchosaurier-Schlüpflingsfossil

Die Auswertung ordnete den Schlüpfling den Rhynchosauriern zu, pflanzenfressenden Reptilien, die sich in der Trias über weite Landschaften ausbreiteten.

Viele Rhynchosaurier besaßen statt einfacher, spitzer Zähne obere Zahnplatten, die auf eine klingenartige Struktur am Unterkiefer trafen.

Aus dem Süden Brasiliens sind bislang nur fünf Rhynchosaurier-Arten benannt worden – ein so junges Tier liefert daher einen seltenen, zusätzlichen Datenpunkt.

Gerade diese Momentaufnahme ist wichtig, weil junge Schädel oft ungewohnt wirken, zugleich aber Entwicklungsschritte zeigen, die bei Adulten nicht mehr sichtbar sind.

Zähne verraten das Alter

Unversehrte Zahnspitzen kennzeichneten das Fossil als Perinat, also als Jungtier sehr nahe am Zeitpunkt des Schlüpfens. Weil kaum Abrieb vorhanden ist, hatten die Zähne noch nicht an zäher Pflanzenkost gearbeitet – bei erwachsenen Tieren stumpft das die Kanten normalerweise ab.

Trotzdem waren mehrere typische Adult-Merkmale bereits vorhanden, darunter eine verstärkte Mundkante und eine Unterkieferform, die auf einen sehr dichten Schluss ausgelegt ist.

Da sich Zähne auch nach dem Schlüpfen weiterentwickeln, können bestimmte Zahnmerkmale unvollständig wirken, selbst wenn das Tier tatsächlich zur richtigen Art gehört.

Zusätzliche Zahnreihen im Wachstum

Mit zunehmendem Alter legten Rhynchosaurier weitere Zahnreihen an, weil ihre Kiefer breiter wurden – junge Tiere zeigen deshalb ein einfacheres Zahnmuster.

Vermutlich entstanden neue Zähne hinter älteren, und die Kaufläche wuchs mit, während der Schädel länger und tiefer wurde.

Beim brasilianischen Schlüpfling war auf jeder Seite der oberen Zahnplatte nur eine einzige Reihe zu erkennen. Diese frühe Einfachheit kann dazu führen, dass ein Neugeborenes fälschlich näher bei entfernteren Verwandten eingeordnet wird, obwohl es tatsächlich zu einem gut bekannten Ast gehört.

Wenn Abstammungslinien in die Irre führen

Um den Schlüpfling innerhalb einer Linie zu verorten, führte das Team eine phylogenetische Analyse durch – ein Verfahren, das Verwandtschaftsbeziehungen zwischen Arten abbildet.

Sobald die Anzahl der Zahnreihen als Merkmal einbezogen wurde, wanderte das Fossil in eine ursprünglichere Position, und mehrere bereits bekannte Arten landeten ebenfalls an unerwarteten Stellen.

Wurde dieses altersabhängige Merkmal aus der Analyse entfernt, kehrte der Schädel in den erwarteten Zweig zurück – und die „verschobenen“ Arten ebenfalls.

Dieser Ausschlag verdeutlichte, warum Jugendmerkmale Verwandtschaftsrekonstruktionen durcheinanderbringen können, vor allem wenn Arten über Zählmerkmale verglichen werden, die sich während des Wachstums verändern.

Vorsicht bei der Artzuordnung

Gründliche Vergleiche in der Studie verknüpften den Schlüpfling mit Macrocephalosaurus mariensis, einer Art, die aus dem Süden Brasiliens bekannt ist. Eine Rinne auf der oberen Zahnplatte sowie zwei Zahnreihen im Unterkiefer passten am besten zu dieser Art.

Am Fundort Buriol Site in Rio Grande do Sul, ganz im Süden Brasiliens, deutete der Fund zudem darauf hin, dass dort zwei sehr nah verwandte Arten gleichzeitig vorkamen.

Gerade bei einer solchen Überlappung wird eine korrekte Interpretation juveniler Merkmale entscheidend, weil eine falsch gelesene Zahnreihe die scheinbare Vielfalt künstlich erhöhen könnte.

Wo die Schichten liegen

Der Schlüpfling stammt aus geschichteten roten Gesteinen der Buriol Site, doch die exakte Lage innerhalb der Schichten ist bislang nicht direkt datiert.

Benachbarte Lagen grenzen die Ablagerung auf ungefähr 233 Millionen Jahre ein, also etwa auf die Mitte der späten Trias.

Damals prägten Flüsse und Überschwemmungsflächen Teile des südlichen Brasiliens; Sedimente konnten Knochen schnell genug bedecken, sodass sogar seltene Babyfossilien erhalten blieben.

Weil Schlüpflinge rasch verwesen und Aasfresser anziehen, kann schon ein einzelner gut erhaltener Schädel verändern, wie fossilreich ein Fundort wirkt.

Scannen statt Präparieren

Ein unbeabsichtigter Bruch hätte den Schädel zerstört, daher verzichtete das Team bei den empfindlichen Stücken auf eine mechanische Präparation.

Stattdessen kam Mikro-CT zum Einsatz, eine 3D-Röntgenmethode für sehr kleine Objekte, mit der sich jeder Knochen erfassen lässt, ohne das Gestein anzutasten.

„The fossil is indeed very fragile, so any accidental break during preparation would be practically irreversible,“ sagte Pretto.

Die Aufnahmen machten außerdem sichtbar, wie die Zähne im Kiefer verankert waren – Details, die im Stein sonst verborgen geblieben wären.

Weitere Fossilien wahrscheinlich

Feldteams der UFSM kehrten wiederholt zur Buriol Site zurück, und die Forschenden rechneten mit weiteren Knochen aus denselben Schichten.

Jedes zusätzliche Jungtier könnte Lücken zwischen Schlüpflingen und Adulten schließen und zeigen, wann sich Zahnreihen und Leisten ausbilden.

„We visit the site several times per year, and it is still yielding fossils, so more discoveries shall be announced in the future!“ sagte Pretto.

Mehr Schlüpflinge würden zugleich prüfen, ob die vorläufige Zuordnung Bestand hat – oder ob ein naher Verwandter dieselben frühen Zahnmerkmale teilte.

Kleiner Schädel, große Vorsicht

Der winzige Schädel machte deutlich, dass bestimmte Kiefermerkmale sehr früh ausreifen, während sich Zahnmuster bei Rhynchosauriern während des Heranwachsens weiter verändern.

Eine bessere Wachstumsreihe aus der Buriol Site könnte helfen, bei der Bestimmung neuer Fossilien Jugend nicht mit ursprünglicher Abstammung zu verwechseln.