Winziger Rhynchosaurier-Schädel aus Brasilien: Neugeborenes aus der späten Trias vor 230 Millionen Jahren

Ein fossiler Schädel, kaum gut 2,5 Zentimeter lang, hat sich als Neugeborenes aus Brasiliens später Trias entpuppt – einer Zeit vor mehr als 230 Millionen Jahren, in der frühe Reptilien die Lebensräume an Land prägten.

Obwohl der winzige Kiefer bereits die Schneidkanten zeigt, die man von erwachsenen Tieren kennt, können die noch im Wachstum befindlichen Zähne die Einordnung erschweren.

Rhynchosaurier-Schädel in Fragmenten

Zwei kieselgroße Gesteinsstücke aus dem Süden Brasiliens enthielten einen winzigen Schädel samt Unterkiefer – stark plattgedrückt, aber dennoch weitgehend vollständig.

Durch eine 3D-Rekonstruktion dieser Fragmente erkannte der Paläontologe Dr. Flávio Augusto Pretto von der Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), dass es sich um ein frisch geschlüpftes Tier handelt.

Unabgenutzte Zähne und auffallend dünne Knochen gaben Pretto und seinem UFSM-Team Anlass, das Exemplar als Jungtier direkt um die Schlupfphase herum zu interpretieren – und nicht als besonders kleinen Erwachsenen.

Schon in diesem Alter trug der Schädel genügend anatomische Anhaltspunkte, um ihn mit adulten Formen zu vergleichen; gleichzeitig fehlten noch einzelne „ausgereifte“ Merkmale, die sich offenbar erst später vollständig ausbilden.

Ein Rhynchosaurier-Jungtier als Fossil

Die Auswertung ordnete das Jungtier den Rhynchosauriern zu – pflanzenfressenden Reptilien, die sich in der Trias über große Landschaften verbreiteten.

Viele Rhynchosaurier besaßen nicht einfach spitze Einzelzähne, sondern entwickelten im Oberkiefer Zahnplatten, die gegen eine klingenartige Struktur am Unterkiefer arbeiteten.

Aus Südbrasilien sind bislang lediglich fünf Rhynchosaurier-Arten wissenschaftlich benannt worden; ein so junges Individuum liefert daher einen besonders seltenen zusätzlichen Bezugspunkt.

Gerade ein solches „frühes“ Abbild ist wichtig: Junge Schädel können ungewohnt wirken, zeigen aber Entwicklungsschritte, die erwachsene Tiere später nicht mehr erkennen lassen.

Zähne verraten das Alter

Unversehrte, saubere Zahnspitzen wiesen das Fossil als Perinat aus – also als sehr junges Tier nahe der Schlupfphase. Weil die Zähne kaum Abrieb zeigen, hatten sie offensichtlich noch nicht an zähen Pflanzen gerieben, was bei Adulten die Kanten typischerweise abstumpft.

Trotzdem waren mehrere Merkmale vorhanden, die man eher von ausgewachsenen Tieren erwartet: Dazu gehörten ein verstärkter Mundrand sowie eine Unterkieferform, die auf einen festen, dicht schließenden Biss ausgelegt ist.

Da sich das Gebiss nach dem Schlüpfen weiterentwickelt, können manche zahnbezogenen Hinweise noch „unfertig“ aussehen – selbst wenn das Tier tatsächlich zur richtigen Art oder Gruppe gehört.

Während des Wachstums entstehen mehr Zahnreihen

Mit zunehmendem Alter legten Rhynchosaurier weitere Zahnreihen an, weil die Kiefer breiter wurden; junge Individuen zeigen dadurch zunächst deutlich einfachere Zahnmuster.

Vermutlich bildeten sich neue Zähne hinter älteren, während die Kaufläche mit dem Wachstum des Schädels – länger und tiefer – immer weiter zunahm.

Beim brasilianischen Jungtier war auf jeder Seite der oberen Zahnplatte lediglich eine Zahnreihe zu erkennen. Diese frühe Schlichtheit kann ein Neugeborenes näher an weit entfernte Verwandte rücken lassen, obwohl es tatsächlich innerhalb eines gut bekannten Zweigs steht.

Wenn Abstammungslinien in die Irre führen

Um das Jungtier einer Abstammungslinie zuzuordnen, führte das Team eine phylogenetische Analyse durch – also ein Verfahren, mit dem Verwandtschaftsbeziehungen zwischen Arten rekonstruiert werden.

Wurden dabei die Anzahlen von Zahnreihen als Merkmal einbezogen, wanderte das Fossil in der Auswertung in eine ursprünglichere Position, und mehrere bereits bekannte Arten gerieten ebenfalls an unerwartete Stellen.

Als dieses altersabhängige Merkmal aus dem Datensatz entfernt wurde, kehrte der Schädel in den erwarteten Zweig zurück – und die zuvor „verrutschten“ Arten landeten ebenfalls wieder dort, wo man sie aufgrund anderer Merkmale vermuten würde.

Diese deutliche Verschiebung machte sichtbar, wie stark Jungtier-Eigenschaften Verwandtschaftsbilder durcheinanderbringen können – vor allem dann, wenn Forschende Arten anhand von Zählmerkmalen vergleichen, die sich während des Wachstums verändern.

Vorsicht bei der Artzuordnung

Im Fachartikel führten detaillierte Vergleiche dazu, das Jungtier vorläufig mit Macrocephalosaurus mariensis in Verbindung zu bringen – einer Art, die aus Südbrasilien bekannt ist. Am besten passten eine Rinne auf der oberen Zahnplatte sowie zwei Zahnreihen im Unterkiefer.

Am Fundort Buriol Site im Bundesstaat Rio Grande do Sul, im äußersten Süden Brasiliens, deutete der Befund zugleich darauf hin, dass dort zwei eng verwandte Formen gemeinsam vorkamen.

Genau deshalb ist eine korrekte Deutung jugendlicher Merkmale so entscheidend: Wird etwa eine Zahnreihe falsch gelesen, kann das die scheinbare Artenvielfalt künstlich erhöhen.

Wo die Gesteine liegen

Das Jungtier steckte in geschichteten roten Gesteinen der Buriol Site, doch die exakte Schicht ist bislang nicht direkt datiert.

Vergleichbare Lagen in der Umgebung begrenzen die Ablagerung jedoch auf etwa 233 Millionen Jahre – also in die mittlere Phase der späten Trias.

Damals prägten Flüsse und Auenlandschaften Teile Südbrasiliens; Knochen konnten dort schnell genug bedeckt werden, sodass in seltenen Fällen sogar Fossilien von sehr jungen Tieren erhalten blieben.

Weil Jungtiere rasch verwesen und zudem Aasfresser anziehen, kann schon ein einzelner gut erhaltener Schädel das Bild davon verändern, welche Tiere ein Fundplatz tatsächlich umfasst.

Scans, ohne etwas zu zerbrechen

Ein unbeabsichtigter Bruch hätte den Schädel zerstört, deshalb verzichtete das Team auf eine klassische, mechanische Präparation der fragilen Stücke.

Stattdessen nutzten die Forschenden Mikro-CT-Scans – eine 3D-Röntgenmethode für sehr kleine Objekte –, um jeden Knochen zu erfassen, ohne das Material anzufassen.

„Das Fossil ist in der Tat sehr fragil, sodass jeder versehentliche Bruch während der Präparation praktisch irreversibel wäre“, sagte Pretto.

Der Scan zeigte außerdem, wie die Zähne im Kiefer verankert waren – Details, die im Gestein sonst verborgen geblieben wären.

Wahrscheinlich folgen weitere Fossilien

Geländeteams der UFSM kehrten immer wieder an die Buriol Site zurück, und die Arbeitsgruppe rechnete damit, aus denselben Gesteinshorizonten weitere Knochen zu bergen.

Jedes zusätzliche Jungtier könnte Lücken zwischen frisch geschlüpften Individuen und Erwachsenen schließen und damit nachvollziehbar machen, wann Zahnreihen und Leisten im Verlauf der Entwicklung entstehen.

„Wir besuchen die Fundstelle mehrmals pro Jahr, und sie liefert immer noch Fossilien, daher werden in Zukunft weitere Entdeckungen bekannt gegeben!“, sagte Pretto.

Mehr Jungtiere würden zudem prüfen, ob die vorläufige Zuordnung wirklich trägt – oder ob ein naher Verwandter in der Jugend ein sehr ähnliches Gebiss besaß.

Kleiner Schädel, großer Hinweis zur Vorsicht

Der winzige Schädel machte deutlich, dass einige Kiefermerkmale früh ausreifen, während sich Zahnmuster bei Rhynchosauriern während des Wachstums weiter verändern.

Eine bessere Entwicklungsreihe aus Buriol könnte helfen, bei neuen Funden Jugendmerkmale nicht mit ursprünglichen Abstammungsmerkmalen zu verwechseln, wenn Fossilien klassifiziert werden.