Propalaeotherium

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Propalaeotherium

Propalaeotherium

Zeitliches Auftreten
Mittleres Eozän bis Unteres Oligozän
Fehler. Bitte {{Erdzeitalter/Beginn|fmt=1|{{{1|}}}}} verwenden! bis Fehler. Bitte {{Erdzeitalter/Ende|fmt=1|{{{1|}}}}} verwenden! Mio. Jahre
Fundorte
Systematik
Höhere Säugetiere (Eutheria)
Laurasiatheria
Unpaarhufer (Perissodactyla)
Hippomorpha
Palaeotheriidae
Propalaeotherium
Wissenschaftlicher Name
Propalaeotherium
Gervais, 1849

Propalaeotherium ist eine ausgestorbene Säugetiergattung, die in die mit den Pferden verwandte Familie der Palaeotheriidae eingeordnet wird, die aber nicht die unmittelbaren Vorfahren der Pferde darstellt, sondern einen relativ früh wieder ausgestorbenen Seitenzweig bildete. Nachgewiesen ist die Gattung über zahlreiche Funde, die zumeist aus Europa stammen und von denen die teils vollständigen Skelette des Geiseltals und der Grube Messel zu den bekanntesten gehören. Die Fossilreste datieren vom Mittleren Eozän bis in das Obere Oligozän vor 50 bis 41 Millionen Jahren. Die Vertreter von Propalaeotherium lebten überwiegend in Wäldern und ernährten sich von weicher Pflanzenkost. Einzelne Funde lassen darauf hinweisen, dass die Tiere bereits eine ähnliche Vermehrungsstrategie wie heutige Pferde verfolgten. Wissenschaftlich eingeführt wurde die Gattung im Jahr 1849.

Merkmale

Skelettrekonstruktion von Propalaeotherium nach Funden aus dem Geiseltal

Propalaeotherium ähnelte im Körperbau dem bekannten Hyracotherium. Es sind mehrere Arten dieser Gattung bekannt, von denen die größeren eine Gesamtlänge von rund 90 cm aufwiesen, wovon aber rund 26 cm auf den Schwanz entfielen. Die Widerristhöhe betrug 43 cm, aufgrund der starken Krümmung der Wirbelsäule lag der höchste Punkt des Rumpfes etwa im Bereich der Lendenwirbel und erreichte hier etwa 53 cm Höhe. Rekonstruktionen des Körpergewichts ergaben etwa 30 bis 35 kg.[1] Charakteristisch für die Gattung war der kurze Hals. Der Schädel maß bis zu 22 cm und war langgestreckt sowie in der Seitenansicht keilartig geformt. Das Hinterhauptsbein war eher kurz und rechtwinklig geformt, in der Seitenansicht aber teils deutlich konkav eingewölbt. Das Nasenbein nahm mit teilweise über 10 cm Länge fast die Hälfte der Schädellänge ein. Bemerkenswert ist allerdings, dass die Nasenincisur zur Bildung der Nasenhöhle nur etwa 3 cm einragte und damit vergleichsweise kurz war im Gegensatz zu Palaeotherium. Die Stirnlinie verlief relativ geradlinig und war nicht so stark gewölbt wie bei Hyracotherium oder Palaeotherium, so dass dieses Merkmal schon deutlich an die modernen Pferde erinnerte.[2][3][4]

Unterkiefer mit den hinteren Backenzähnen von Propalaeotherium

Der Unterkiefer erreichte eine Länge von rund 20 cm und besaß eine nur schwach ausgebildete Symphyse, die Unterkieferäste waren relativ niedrig. Sowohl im Ober- als auch im Unterkiefer befand sich die vollständige Säugetierbezahnung mit folgender Formel für das Dauergebiss: . Die Schneidezähne waren relativ klein und spitz. Zum nachfolgenden Eckzahn bestand jeweils ein kleines Diastema. Der Eckzahn selbst war deutlich größer als die Schneidezähne und konisch spitz geformt. Ein weiteres, diesmal größeres Diastema bestand zur hinteren Bezahnung. Diese wiesen nur niedrige Zahnkronen auf (brachyodont), während die Kaufläche der Molaren aus zwei Zahnschmelzleisten gebildet wurden, die querstanden und an den Enden höckerige Erhebungen besaßen (bunodont). Die Prämolaren, vor allem die vorderen, waren dagegen nur wenig molarisiert und wiesen nur einzelne Höcker auf.[2][3][4]

Das postcraniale Skelett ist aufgrund der zahlreichen Funde umfassend bekannt. Die Wirbelsäule bestand aus sieben Hals-, achtzehn Brust-, fünf Lenden- und fünf Kreuzbeinwirbel. Die Schwanzwirbel erreichten eine Anzahl von insgesamt neunzehn. Charakterisiert wird die Wirbelsäule durch einen hohen kurvenartigen Verlauf. Der Oberschenkelknochen erreichte bei größeren Arten eine durchschnittliche Länge von 18 cm, das Schienbein eine von 15 cm. Das Wadenbein war noch als separater schmaler Knochen erhalten und nicht reduziert wie bei den heutigen Pferden, eine derartige Reduktion begann erst später im Miozän. Die Länge des Oberarmknochens betrug im Durchschnitt 14 cm. Elle und Speiche waren miteinander verwachsen, die Speiche erreichte 13 cm Länge. Die Hintergliedmaßen endeten in je drei Zehen, wobei der mittlere Strahl am kräftigsten ausgeprägt war. Wie bei vielen frühen Unpaarhufern besaßen die Vorderbeine noch einen zusätzlich ausgebildeten, kleineren vierten Zeh.[2][5]

Fundstellen

Propalaeotherium-Skelett aus der Grube Messel

Propalaeotherium lebte im Mittleren und Oberen Eozän und ist von mehreren Fundorten in Europa bekannt. Einer der bedeutendsten ist das Geiseltal bei Halle in Sachsen-Anhalt. Den Fundbereichen sowohl der unteren als auch der mittleren und oberen Braunkohleflözen entstammen mehr als 200 Reste dieses Urpferdes, darunter zahlreiche Knochen, Zähne und artikulierte Skelettelemente, aber auch ein nahezu vollständiges Skelett, welches 1933 geborgen wurde.[2][6] Weitere herausragende Funde kamen in der Grube Messel bei Darmstadt (Hessen) zu Tage. Der Fundplatz erbrachte mehr als ein Dutzend vollständige, in Ölschiefer eingebundene Skelette.[5] Die dritte Fundstelle in Deutschland mit hochwertigen Fossilien ist das Eckfelder Maar in Rheinland-Pfalz. Auch hier sind mehrere zusammengehörige Skelette überliefert, darunter eines einer trächtigen Stute.[7]

Neben diesen drei bedeutenden Fundstellen gibt es noch weitere in England, Frankreich, Spanien und in der Schweiz. Bemerkenswert ist die Karstspalte bei Egerkingen (Kanton Solothurn) in der Schweiz, aus der einige der jüngsten Funden von Propalaeotherium stammen. In Frankreich sind zahlreiche Funde aus dem Pariser Becken bekannt. Die Funde umfassen aber weitgehend Gebissfragmente, Zähne und isolierte Knochen und seltener zusammengehörige Skelettpartien.[3]

Paläobiologie

Lebendrekonstruktion von Propalaeotherium

Männliche und weibliche Tiere von Propalaeotherium können neben der unterschiedlichen Größe der Eckzähne, die bei Hengsten wesentlich länger sind, vor allem an der Form des Beckens unterschieden werden. Bei Stuten ist dabei die Öffnung des Darmbeins aufgrund des Geburtskanals viel weiter, während sie bei Hengsten nicht nur schmaler ist sondern durch die Vorsprünge am Darmbeins noch weiter eingeengt wird. Der Gesamthabitus der Gattung wird aber durch den kurzen Hals und die hohe gekrümmte Rückenlinie charakterisiert. Ähnliche Körperformen sind heute bei Huftieren selten, kommen aber bei den Duckern, vor allem dem Zebraducker in Westafrika vor, die jedoch zu den Boviden und damit zu den Paarhufern zählen. Dennoch dürfte diese spezielle Körperform eine besondere Anpassung an den Tropischen Regenwald sein mit dichter Unterholzvegetation und trockenem Gelände. Die vierstrahligen Vorderfüße von Propalaeotherium ermöglichten zusätzlich eine gute Fortbewegung im feuchten bis sumpfigen Gelände.[2][3] Regenwälder mit mehretagigem Vegetationsaufbau und durchsetzt von feuchten Biotopen werden für das Geiseltal und für Messel rekonstruiert.[8][3]

Hinsichtlich der Erhaltung des Weichteilgewebes sind die Funde von Messel herausragend, wobei die Weichteile nicht selbst sondern durch bakterielle Prozesse nachgezeichnet sind (Bakteriographie). Bei einem Fossil von Propalaeotherium ist der Rest der Schwanzbehaarung als Schatten abgebildet. Im Gegensatz zum Schweif der heutigen Pferde sind die Haare aber buschig abstehend ausgebildet. Für die verwandte Gattung Eurohippus ist überdies die Form der Ohren überliefert, die kaum von denen des heutigen Wildpferdes abweicht, jedoch nicht so tütenartig ausgebildet war wie bei den Zebras. Bei einem Fossil der ebenfalls nahe verwandten Gattung Hallensia konnten auch innere Organe nachgewiesen werden. Dabei zeigt sich, dass schon die Urpferde einen stark vergrößerten Darmtrakt aufwiesen und wohl bereits damals Enddarmfermentierer waren, das heißt, dass die Verdauung bei diesen Tieren Großteils im Darm stattfand. Ein solch früher Nachweis eines derartigen Verdauungsprozesses könnte bedeuten, dass die Entwicklung dieses speziellen Magen-Darm-Traktes schon bei den ältesten Unpaarhufern entwickelt war und sich nicht unabhängig gebildet hatte.[5][3]

Die niederkronigen Zähne und ihr bunodonter Aufbau sprechen allgemein für eine Spezialisierung auf weiche Pflanzenkost, wie Blätter oder Früchte. Die gut erhaltenen Skelettfunde mit teilweise intakten Magen-Darm-Inhalten bestätigen diese Annahme. Schon in den 1970er Jahren wurden an einigen Fossilien aus Messel, die heute aber zur nah verwandten Gattung Eurohippus gezählt werden, Blattreste von zwölf verschieden Arten von Lorbeergewächsen nebst fünf weiteren Pflanzenfamilien, so Hickorynussbaum, Feigen, Myrten- und Hundsgiftgewächse, ermittelt. Bei weiteren Untersuchungen in Messel wurden auch unzählige Samenkörner von Weinrebengewächsen erkannt, die bestätigen, dass auch Früchte einen erheblichen Anteil im Nahrungsspektrum hatten.[9] Anfang der 2000er Jahre gelang auch die Untersuchung des Verdauungstraktes des 1933 im Geiseltal geborgenen Skelettes von Propalaeotherium. Hier kamen zahlreiche Blattreste von Heidekraut- und Riemenblumengewächsen zum Vorschein, aber auch Früchte und Blüten wurden, wie die vorhandenen Samen und Pollen zeigen, offensichtlich nicht verschmäht. Weiterhin wurden auch häufig Sand- und Quarzkörner beobachtet, die darauf hinweisen, dass Propalaeotherium seine Nahrung weitgehend in am Boden liegenden Pflanzenabfall äsend aufnahm, ohne dabei eine spezielle Vorauswahl zu treffen.[10]

Das vollständige Skelett der Stute mit Fötus aus dem Eckfelder Maar gibt einen zusätzlichen Einblick in die Paläobiologie. Das Vorhandensein eines einzigen Fötus deutet auf die charakteristische Reproduktionsstrategie der heutigen Huftiere hin, die in der Regel nur ein Junges zur Welt bringen, welches aber intensiv gepflegt wird ("k-Strategie"). Auch bei der nahe verwandten Art Eurohippus parvulus sind aus Messel wenigstens acht Stuten mit je einem Fötus bekannt, womit diese Fortpflanzungsmethode als typisch für die Urpferde anzusehen ist. Dies weist überdies darauf hin, dass schon die frühen Pferde-Vertreter wie die heutigen in Herden oder zumindest kleinen Gruppenverbänden lebten und so für den Schutz der Nachgeborenen sorgten.[7][3]

Trotz zahlreicher hervorragender Fossilfunde sind bisher wenige pathologische Befunde nachgewiesen. Einer der wenigen ist eine abweichende Stellung eines Prämolaren in einem Unterkiefer aus dem Geiseltal. Der Zahn war um 180° gedreht, was anfänglich dazu führte, dass das Tier seinen Kiefer nicht vollständig schließen konnte. Allerdings zeigt der Abrieb der Zähne, dass dies das Tier nicht stark beeinträchtigte.[11]

Systematik

Über die taxonomische Stellung von Propalaeotherium gibt es verschiedene Ansichten. Weit verbreitet ist die Annahme, dass die Gattung innerhalb der Überfamilie Equoidea (Pferdeartige) zur Familie der Palaeotheriidae, dem Schwestertaxon der Familie der Pferde (Equidae) gehört. Innerhalb der Gruppe Palaeotheriidae repräsentiert Propalaeotherium den Vorfahren von Palaeotherium, worauf auch der wissenschaftliche Name hinweist.[12][13][4] Andere Forscher, überwiegend aus Mitteleuropa, sind aber der Auffassung, dass Propalaeotherium ein Vertreter der Equidae ist und dort der Unterfamilie Hyracotheriinae angehört. Gründe hierfür sind unter anderem der wesentlich größere Nasenraum bei den Palaeotheriiden, der bei Propalaeotherium und den Equiden deutlich kleiner ausfällt, ebenso sind die Molaren bei Palaeotherium merklich hochkroniger. Ein weiterer Unterschied liegt in der Ausprägung der Hand- und Fußknochen, wobei bei den Palaeotheriiden erstere deutlich langgestreckter sind als letztere, was bei den Equiden und Propalaeotherium aber genau umgekehrt ist.[5] Aufgrund dessen nimmt Propalaeotherium möglicherweise eher eine Art Zwischenstellung zwischen den beiden Familien ein. Gründe der unterschiedlichen Bewertung der Stellung von Propalaeotherium und anderer früher Equoiden innerhalb der mitteleuropäischen Forschung finden sich nach Aussagen einiger Experten teilweise in der Frankfurter Evolutionstheorie.[14]

Fast ein Dutzend Arten wurden von Propalaeotherium beschrieben, von denen gegenwärtig sechs Arten anerkannt werden:[4][15]

Die wissenschaftliche Erstbeschreibung von Propalaeotherium erfolgte 1849 durch Paul Gervais (1816–1879) anhand von Fossilien aus Issel, die bereits 1824 von Georges Cuvier als der Art Pachynolophus isselanus zugehörig betrachtet wurden.[4] Das 1925 von Oskar Haupt ursprünglich als eigenständige Art geführte Propalaeotherium messelense aus der Grube Messel wurde 1986 mit Propalaeotherium parvulum gleichgesetzt, welches Charles Léopold Laurillard bereits 1849 vorgestellt hatte (allerdings als Lophiodon parvulum). Im Jahr 2006 ordnete Jens Lorenz Franzen P. parvulum jedoch der neuen Gattung Eurohippus zu, das zwar mit Propalaeotherium nah verwandt, aber deutlich kleiner ist und auch in einzelnen Zahnmerkmalen abweicht. Ein Großteil der Messeler Urpferdskelette, ca. 60, gehört demnach der Art E. parvulus an.[16] Die Schädelfragmente aus China, die einerseits 1930 von Otto Zdansky als Propalaeotherium sinense, andererseits 1944 von Chung-Chien Young als Propalaeotherium hengyangensis beschrieben wurden,[17] gehören neueren Untersuchungen zufolge eher den basalen Chalicotherien an.[18]

Propalaeotherium trat erstmals zu Beginn des Mittleren Eozän auf. Es ist weitgehend nur in Europa nachgewiesen. Die bedeutenden Funde aus dem Geiseltal, der Grube Messel und dem Eckfelder Maar sind dabei jeweils in eine spätere Phase der Verbreitung der Urpferdgattung einzuordnen. Im Oberen Eozän verschwand Propalaeotherium wieder. Zu den spätesten Funden gehören jene von Egerkingen in der Schweiz.[5][4]

Literatur

  • Thomas S. Kemp: The Origin & Evolution of Mammals. Oxford University Press, Oxford 2005. ISBN 0-19-850761-5.
  • Jens Lorenz Franzen: Die Urpferde der Morgenröte. Elsevier, Spektrum Akademischer Verlag, München 2007, ISBN 3-8274-1680-9.

Einzelnachweise

  1. ↑ Holger Preuschoft und Jens Lorenz Franzen: Locomotion and biomechanics in Eocene mammals from Messel. Palaeobiology Palaeoenvironment 92, 2012, S. 459–476
  2. ↑ a b c d e Meinolf Hellmund: Skelettrekonstruktion von Propalaeotherium hassiacum (Equidae, Perissodactyla, Mammalia) basierend auf den Funden aus dem eozänen Geiseltal (Sachsen-Anhalt, Deutschland). Hallesches Jahrbuch für Geowissenschaften Reihe B, Beiheft 12, 2000, S. 1–55
  3. ↑ a b c d e f g Jens Lorenz Franzen: Die Urpferde der Morgenröte. München, 2007, S. 45–73
  4. ↑ a b c d e f Jean A. Remy: Sur le crâne de Propalaeotherium isselanum (Mammalia, Perissodactyla, Palaeotheriidae) de Pépieux (Minervois, Sud de la France). Geodiversitas 23 (1), 2001, S. 105–127
  5. ↑ a b c d e Jens Lorenz Franzen: Die Equoidea des europäischen Mitteleozäns (Geiseltalium). Hallesches Jahrbuch für Geowissenschaften B17, 1995, S. 31–45
  6. ↑ Meinolf Hellmund: Exkursion: Ehemaliges Geiseltalrevier, südwestlich von Halle (Saale). Aus der Vita des eozänen Geiseltales. In: Jörg Erfurt und Lutz Christian Maul (Hrsg.): 34. Tagung des Arbeitskreises für Wirbeltierpaläontologie der Paläontologischen Gesellschaft 16.3 bis 18.3.2007 in Freyburg/Unstrut. Hallesches Jahrbuch für Geowissenschaften Reihe B, Beiheft 23, 2007, S. 1–16
  7. ↑ a b Jens Lorenz Franzen: A pregnant mare with preserved placenta from the Middle Eocene maar of Eckfeld, Germany. Palaeontographica Abteilung A 278, 2007, S. 27–35
  8. ↑ Jörg Erfurt und Hans Altner: Habitus-Rekonstruktion von Anthracobunodon weigelti (Artiodactyla, Mammalia) aus dem Eozän des Geiseltales. In: Jan Michal Burdukiewicz, Lutz Fiedler, Wolf-Dieter Heinrich, Antje Justus und Enrico Brühl (Hrsg.): Erkenntnisjäger. Festschrift für Dietrich Mania. Veröffentlichungen des Landesmuseums für Vorgeschichte in Halle 57. Halle/Saale 2003, S. 153–176
  9. ↑ Wighart von Koenigswald und Friedemann Schaarschmidt: Ein Urpferd aus Messel, das Weinreben fraß. Natur und Museum 113 (3), 1983, S. 79–84
  10. ↑ Volker Wilde und Meinolf Hellmund: First record of gut contents from a middle Eocene equid from the Geiseltal near Halle (Saale), Sachsen-Anhalt, Central Germany. Palaeobiodiversity and Palaeoenvironments 90, 2010, S. 153–162i
  11. ↑ Meinolf Hellmund: Aberrante Zahnstellung (Stellungsanomalie) in einer Mandibel von Propalaeotherium hassiacum HAUPT 1925 (Equidae, Perissodactyla, Mammalia) aus dem Geiseltal bei Halle (Saale).Hallesches Jahrbuch für Geowissenschaften B22, 2000, S. 99–104
  12. ↑ Donald R. Prothero und Robert M. Schoch: Classification of the Perissodactyla. In: Donald R. Prothero und Robert M. Schoch (Hrsg.): The evolution of the Perissodactyls. New-York, 1989, S. 530–537
  13. ↑ David J. Froehlich: Quo vadis eohippus? The systematics and taxonomy of the early Eocene equids (Perissodactyla). Zoological Journal of the Linnean Society, 134, 2002, S. 141–256
  14. ↑ Luke Holbrook: Book Review: The Rise of the horses, by Jens Lorenz Franzen. Journal of Vertebrate Palaeontology 31 (4), 2011, S. 934–935
  15. ↑ Jean Albert Remy, Gabriel Krasovec und & Bernard Marandat: A new species of Propalaeotherium (Palaeotheriidae, Perissodactyla, Mammalia) from the Middle Eocene locality of Aumelas (Hérault, France). Palaeovertebrata 40 (2), 2016, doi:10.18563/pv.40.2.e1
  16. ↑ Jens Lorenz Franzen: Eurohippus n.g., a new genus of horses from the Middle to Late Eocene of Europe. Senckenbergiana lethaea 86 (1), 2006, S. 97–102
  17. ↑ Chung-Chien Young: Noteon the first Eocene mammal from South China. American Museum Novitates 1268, 1944, S. 1–3
  18. ↑ Suyin Ting, Gabriel J. Bowen, Paul L. Koch, William C. Clyde, Yuanqing Wang, Yuan Wang und Malcolm C. McKenna: Biostratigraphic, chemostratigraphic, and magnetostratigraphic study across The Palaeocene-Eocene boundary in the Hengyang basin, Hunan, China. Geological Society of America Special Paper 369, 2003, S. 521–535
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