Das „erstaunliche“ Merkmal des Riesenpandas wurde vor mindestens sechs Millionen Jahren entwickelt

Ein Künstler rekonstruiert Ailurarctos aus Shuitangba. Die Haltefunktion seines falschen Daumens (in der rechten Person gezeigt) hat das Niveau des modernen Pandas erreicht, während das radiale Sesambein beim Gehen etwas stärker hervortreten kann als sein modernes Gegenstück (in der linken Person zu sehen). Bildnachweis: Illustration von Mauricio Anton

Bambus essen? Es ist alles am Handgelenk.

Wann ist ein Daumen nicht wirklich ein Daumen? Wenn der Handwurzelknochen vom Riesenpanda verlängert wird, wird er zum Greifen von Bambus verwendet. In ihrer langen Evolutionsgeschichte hat die Hand des Pandas nie einen wirklich feindseligen Daumen entwickelt. Stattdessen entwickelte es aus dem Handwurzelknochen, dem radialen Sesambein, einen daumenähnlichen Finger. Diese einzigartige Anpassung hilft diesen Bären, vollständig von Bambus zu leben, obwohl sie Bären sind (Mitglieder der Ordnung Fleischfresser oder Fleischfresser).

In einer heute (30. Juni 2022) veröffentlichten neuen Forschungsarbeit berichten Wissenschaftler über die Entdeckung des ältesten Panda-Vorfahren, der Bambus gefressen hat und der diesen „Daumen“ hatte. Überraschenderweise ist sie größer als ihre modernen Nachkommen. Die Forschung wurde vom Los Angeles County Museum of Natural History, dem Kurator von Wirbeltierfossilien Xiaoming Wang und Kollegen durchgeführt.

Während der berühmte falsche Daumen bei zeitgenössischen Riesenpandas (Riesenpanda melanoleuca) ist seit mehr als 100 Jahren bekannt, und wie sich dieser Handwurzelknochen entwickelt hat, ist aufgrund des fast vollständigen Fehlens fossiler Aufzeichnungen nicht bekannt. Fossiler falscher Daumen von Riesenpanda-Vorfahren, Ilorarktus, das vor 6-7 Millionen Jahren zurückreicht, wurde am Standort Shuitangba in der Stadt Zhaotong in der Provinz Yunnan in Südchina entdeckt. Es gibt Wissenschaftlern einen ersten Einblick in die frühe Verwendung dieser zusätzlichen Zahl (sechste) – und den ersten Beweis für eine Bambusdiät bei Panda-Vorfahren – und hilft uns, die Entwicklung dieser einzigartigen Struktur besser zu verstehen.

Chengdu-Panda frisst Bambus. Bildnachweis: Bild mit freundlicher Genehmigung von Sharon Fisher reproduziert

„Tief im Bambuswald tauschten Riesenpandas eine Bitumendiät aus Fleisch und Beeren aus, um in Ruhe Bambus zu verzehren, eine im subtropischen Wald reichlich vorhandene Pflanze mit geringem Nährwert“, sagt Dr. Xiaoming Wang, Kurator für Wirbeltierpaläontologie des NHM. „Die Bambusstiele festzuhalten, um sie auf ihre Bissgröße zu zerkleinern, ist vielleicht die wichtigste Anpassung an den Verzehr einer großen Menge Bambus.“

Wie man gleichzeitig geht und Bambus kaut

Die Entdeckung könnte auch dazu beitragen, ein langjähriges Rätsel der Pandas zu lösen: Warum scheinen ihre falschen Daumen unterentwickelt zu sein? Als Großvater des modernen Pandas Ilorarktus Es wurde vielleicht erwartet, dass sie einen weniger entwickelten Pseudodaumen haben, aber das Fossil Wang und seine Kollegen entdeckten einen längeren falschen Daumen mit einem geraderen Ende als die kürzere, hakenförmige Figur seiner modernen Nachkommen. Warum also hörte der Daumen des falschen Pandas auf zu wachsen, um eine größere Figur zu bekommen?

„Der Daumen des liegenden Pandas sollte gehen und ‚kauen'“, sagt Wang. „Diese Doppelfunktion begrenzt die Größe dieses ‚Daumens‘.“

Einen Panda halten oder gehen (der weiße Knochen ist der Pseudo-Daumen). Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung des Los Angeles County Museum of Natural History

Wang und Kollegen glauben, dass der kürzere falsche Daumen des modernen Pandas ein evolutionärer Kompromiss zwischen der Notwendigkeit, den Bambus zu manipulieren, und der Notwendigkeit, zu gehen, ist. Die Hakenspitze des zweiten Daumens ermöglicht es modernen Pandas, den Bambus zu manipulieren, während sie ihr beeindruckendes Gewicht zu ihrer nächsten Bambusmahlzeit tragen können. Schließlich erfüllt der „Daumen“ eine doppelte Aufgabe als radiales Sesambein – ein Knochen im Handgelenk des Tieres.

„Fünf bis sechs Millionen Jahre sollten für Pandas ausreichen, um einen längeren Pseudo-Daumen zu entwickeln, aber es scheint, dass der evolutionäre Druck, reisen und sein eigenes Gewicht tragen zu müssen, den ‚Daumen‘ kurz gehalten hat – stark genug, um nützlich zu sein ohne groß genug zu sein“, sagt Dennis Su, außerordentlicher Professor am College of Human Evolution and Social Change und Forschungswissenschaftler am Human Origins Institute der Arizona State University und Co-Leiter des Projekts, das die Panda-Exemplare zurückholte:

„Pandas haben sich aus fleischfressenden Vorfahren entwickelt und wurden reine Bambusfresser, und sie müssen viele Hindernisse überwinden“, sagt Wang. „Der widerstandsfähige ‚Daumen‘ des Handgelenksknochens ist vielleicht der erstaunlichste Fortschritt gegen diese Hindernisse.“

Referenz: „Der falsche Daumen des alten Riesenpandas weist auf widersprüchliche Anforderungen an Bewegung und Ernährung hin“ von Xiaoming Wang, Dennis F. Su, Nina Jablonsky, Shuibing Jie, Jay Kelly, Lawrence J. Flynn und Tao Ding, 30. Juni 2022 Wissenschaftliche Berichte.
DOI: 10.1038 / s41598-022-13402-y

Die Autoren dieses Artikels sind verbunden mit dem Los Angeles County Museum of Natural History, Los Angeles, Kalifornien, USA; Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften, Peking, China; Arizona State University, Tempe, Arizona, USA; Penn State University, University Park, Pennsylvania, USA; Kunming Institute of Zoology, Chinesische Akademie der Wissenschaften, Kunming, Yunnan, China; Yunnan Institute of Cultural Relics and Archaeology, Kunming, Yunnan, China; Harvard-Universität, Cambridge, Massachusetts, USA.

Die Finanzierung wurde von der US National Science Foundation, der Yunnan Natural Science Foundation, der National Natural Science Foundation of China, den Regierungen von Zhaotong und Chaoyang und dem Institute of Vertebrate Paleontology and Paleoanthropology bereitgestellt.