Entwicklung der Wirbeltiere

Vor über 500 Mio. Jahren entwickelten sich die ersten Tiere in den Ozeanen. Darunter auch die ersten Vertreter der sogenannten Wirbeltiere. Diese Tiere waren Fische, die unseren heutigen Aalen ähnlich sahen. Entscheidend war das bereits diese frühen Fische, eine Wirbelsäule und einen Schädel besaßen. Diese beiden Dinge kennzeichnen jedes Wirbeltier, auch Schädeltier genannt.

Die Wirbeltieren teilen sich in fünf Wirbeltierklassen. Die Fische, die Amphibien, die Reptilien, die Vögel und die Säugetiere.

Die ersten Säugetiere entwickelten sich aus Reptilien. Sie legten noch Eier, wie das Schnabeltier und der Ameisenigel es bis heute tun. Dennoch säugten sie ihre Nachkommen bereits durch Milchdrüsen. Sie hatten Fell, besaßen verschiedene Zahnsorten, atmeten durch eine Lunge, hatten vier Gliedmaßen und regulierten ihre Körpertemperatur selbst (das nennt man auch warmblütig). Damit waren sie unabhängig von der Außentemperatur.

Nachdem die Dinosaurier ausstarben entwickelten sich die Säugetiere zur Tiergruppe mit den größten Tieren auf dem Planeten. Sie eroberten das Land, das Meer und schlussendlich auch den Luftraum. Der Mensch ist ebenfalls ein Säugetier.

Entwicklung der heutigen Säugetierklassen

Heutzutage unterscheiden wir zwischen drei noch lebenden Unterklassen der Säugetiere: Den Ursäugern, den Beutelsäugern und den Höheren Säugetieren.

Die Ursäuger legen auch heute noch Eier, säugen aber den Nachwuchs wie ganz normale Säugetiere. Ursäuger sind die kleinste Gruppe der Säugetiere. Es existieren nur noch zwei Tierarten, der Ameisenigel und das Schnabeltier. Ursäuger haben nur auf Neuguinea und Australien überlebt.

Die Beutelsäuger tragen ihren Nachwuchs nach der Geburt in einem Beutel, in dem dieser ebenfalls gesäugt wird. Zu den Beutelsäugern zählen beispielsweise der Koala und das Känguru.

Die Höheren Säugetiere bringen ihre Jungtiere lebend, ohne Ei oder Beutel, zur Welt und säugen diese ebenfalls. Beispiele für Höhere Säugetiere sind der Höhlenbär, das Mammut und der Mensch.

Die höheren Säugetiere haben sich vor über 110 Millionen Jahren in die Gruppe der afrikanischen Säugetiere, zu denen heute noch zum Beispiel der Elefant zählt und die nichtafrikanischen Säugetiere getrennt.

Vor über 95 Millionen Jahren spaltete sich der Zweig der Supraprimates ab, aus dem sich später die Nagetiere und Affen entwickeln sollten.

Die nächste Abspaltung waren vor über 90 Millionen Jahren die Vorfahren der Paarhufer. Das sind all die Tiere mit einer geraden Anzahl an Zehen, wie zum Beispiel die Rentiere und Rinder.

Die letzte große Trennung im Stammbaum der Säugetiere vor ungefähr 60 Millionen Jahren ist die zwischen Unpaarhufern, dazu gehören zum Beispiel die Pferde und Nashörner und den Raubtieren, zu denen beispielsweise Bären, Hunde und Katzen gehören.

Zähne

Ein wichtiges Merkmal der Säugetiere sind ihre unterschiedlichen Zähne. Die Vorfahren der Säugetiere konnten durch die Vielfalt an Zähnen eine große Bandbreite an Nahrungssorten - Pflanzen, ebenso wie Fleisch fressen. Auch heutige Säugetiere haben üblicherweise immer noch mindestens zwei verschiedene Zahntypen im Kiefer. Allerdings haben viele Wale, dieses Merkmal verloren.

Die Zahntypen dienen für verschiedene Zwecke. Es gibt: 

Schneidezähne

Schneidezähne dienen, wie der Name schon sagt, zum Zerschneiden von Nahrung jeglicher Art. Bei Nagetieren haben sich die Schneidezähne zu Nagezähnen und bei Wiederkäuern zu sogenannten Dentalplatte entwickelt.  

Nagezähne wachsen bei Nagetieren wie Hasen oder Ratten ständig weiter und schärfen sich selbst.

Eckzähne

Eckzähne besitzen viele Paarhufer, Raubtiere und Affen. Sie nutzen diese für Drohgebärden oder Revierkämpfe. In einem echten Raubtier-Gebiss findet sich der sogenannte Fangzahn, mit lebende Beute festgehalten und getötet wird. Bei Schweinen und Moschustieren sind die Eckzähne zu Hauern geworden, mit denen gekämpft, bzw. die Erde nach essbarem durchwühlt wird.

Backenzähne

Sie sind der häufigste Zahntyp in den Gebissen von Säugetieren. Mit diesen Zähnen lässt sich Nahrung zerkleinern und fein mahlen.  Ein Pflanzenfresser besitzt Mahlzähne und bewegt den Kiefer seitlich, um die Pflanzenreste zu zerkauen. Die meisten Fleischfresser können die Kiefer nur auf und ab und nicht seitlich bewegen. Das nennt man ein Scherengebiss.

Vorbackenzähne

Bei reinen Fleischfresser haben sich die vorderen Backenzähne häufig zu Reißzähne entwickelt. Der Reißzahn ist hierbei der vorderste Backenzahn vor der Lücke, die zu den Eckzähnen führt. Die Reißzähne des Ober- und Unterkiefers bilden die sogenannte Brechschere. Die Brechschere dient dem Knochenknacken und dem Zerkleinern von Fleisch.

Stoßzähne

Bei einigen Tieren wie bei Elefanten, dem Narwal oder dem Walross haben sich aus verschiedenen Zahntypen, vor allem aus den Eckzähnen, lange Stoßzähne entwickelt. Diese dienen zum Kampf, aber auch zur Nahrungsgewinnung, wie dem Wegschieben vom Schnee beim Mammut.

Der Neandertaler

Die ersten Vorfahren der Affen müssen sich schon zur Zeit der Dinosaurier in der Kreidezeit, im Gebiet des heutigen Nordamerika, entwickelt haben. Zwischenzeitlich hatten sie sich auf fast alle Kontinente ausgebreitet. In Afrika und Europa entwickelten sich dann vor 12 Millionen Jahren die ersten Affen, die aufrecht laufen konnten.

In Afrika kam es vor 2,1 Millionen Jahren zur Entwicklung von Affen mit so großem Gehirn, das diese zu den Menschen gezählt werden. Vor 600.000 Jahren wanderten Menschen der Gattung Homo erectus von Afrika aus nach Europa und Asien. In Europa entwickelte sie sich weiter zum Neandertaler.

Das Gebiss des Neandertalers war dem unseren schon äußerst ähnlich, lediglich die leicht gebogenen Schneidezähne und der zusätzliche Höcker auf den Mahlzähnen unterschied es vom Gebiss des modernen Menschen. Das Gebiss des Neandertalers bestand aus Mahl-, Eck-, und Schneidezähnen, was es zum Gebiss eines Allesfressers mit Hang zur pflanzlichen Kost machte.

Das Mammut

Die Mammuts gehören zu den Afrotheria (= Afrikatiere). Eine Tiergruppe, die sich vor 110 Millionen Jahren, zur Zeit der Dinosaurier, in Afrika von den anderen Säugetieren getrennt hatte. Die ältesten bekannten Vorfahren der Rüsseltiere lebten vor 60 Millionen Jahren in Nordafrika und sahen eher wie kleine Nilpferde als wie Elefanten aus.

Im Laufe der Evolution entwickelten sich aus den oberen und unteren Schneidezähnen die anfangs noch vier Stoßzähne. Die Stoßzähne dienten vermutlich als Werkzeug - vielleicht für das Abschaben von Rinde. Die ersten Elefanten mit nur zwei Stoßzähnen waren die Deinotherien welche vor 22 Millionen Jahren die Stoßzähne allerdings im Unterkiefer trugen. Später entwickelten sich dann aus den weiterhin lebenden Elefanten mit 4 Stoßzähnen die Vorfahren der modernen Elefanten mit Stoßzähnen nur im Oberkiefer. Aus diesen entstanden vor ca. 5 Millionen Jahren die Mammuts in Afrika, ebenso wie die modernen Elefanten. Die Rüsseltiere waren als Großsäuger sehr erfolgreich und haben zwischenzeitlich auch in Nordamerika gelebt.

Neben den Stoßzähnen besitzen die Mammuts vier Backenzähne welche die harte Pflanzenkost zermahlten. Da die Backenzähne mit der Zeit abgeschliffen werden, bildet das Mammut von hinten kommend fünfmal in seinem Leben neue Zähne aus. Die alten Zähne werden nach vorne heraus geschoben. Sind die letzten Zähne abgekaut, verhungert das Mammut.

Waldnashorn

Das Nashorn gehört wie das Pferd zu den Unpaarhufern. Es hat also eine ungerade Anzahl von Zehen.

Die Vorfahren der Unpaarhufer haben sich vor 60 Millionen Jahren vermutlich in Asien von den anderen Säugetieren getrennt. Die ersten Nashörner lebten vor 50 Millionen Jahren in Nordamerika, Europa und Asien und besaßen noch gar keine Hörner. Sie erinnerten eher an kleine Pferde.

Nashörner mit Hörnern entwickelten sich vor 37 Millionen Jahren zuerst in Nordamerika. Bei diesen saßen die Hörner aber noch nebeneinander und nicht hintereinander wie bei heutigen Nashörnern. Die heutigen Nashörner entwickelten sich in Asien vor 20 Millionen Jahren.

Zu diesen gehört das Waldnashorn. Es ist verwandt mit dem heute noch lebenden Sumatranashorn.

Das Waldnashorn besitzt nur Mahlzähne. Es ist anzunehmen, dass das Waldnashorn seine Nahrung mit den starken Lippen abrupfte, um sie mit Vorbacken- und Backenzähnen zu zermahlen. Der Schädel ist nach vorne gerichtet, daher fraß es, ähnlich wie das heutige Spitzmaulnashorn wohl vor allem Blätter.

Höhlenbär

Die Vorfahren der Raubtiere haben sich vor 60 Millionen Jahren auf dem Erdteil Laurasia (bestand aus den heutigen Erdteilen Nordamerika, Europa und Asien) von den anderen Säugetieren getrennt. Der älteste bekannte Vertreter der hunde- und bärenartigen Raubtiere lebte vor 38 Millionen Jahren in Nordamerika. Sie waren wie fast alle Bären heutzutage Allesfresser. Die Eckzähne wurden zu langen Fangzähnen. Mit den Schneidezähne konnten sie sowohl Fleisch zerreißen als auch Beeren und Blätter abzupfen.

Als vor 20 Millionen Jahren eine Landbrücke zwischen Nordamerika und Asien entstand, gelangten die Bären und Hunde auch nach Europa.

Der Höhlenbär verlor im Laufe der Evolution seine Vorbackenzähne bis auf den Reißzahn. Die Backenzähne im hinteren Teil des Gebisses waren sowohl flach genug um Pflanzenmaterial zu zerkauen, als auch scharfkantig genug um Fleisch zu fressen und Knochen zu knacken. 

Moschusochse

Der Moschusochse gehört wie zum Beispiel die Ziege, das Nilpferd und der Wal zu den Paarhufern. Das bedeutet, dass es eine gerade Anzahl von Zehen besitzt.

Die Vorfahren der Paarhufer haben sich vor 90 Millionen Jahren in der Kreidezeit auf dem Erdteil Laurasia (bestand aus den heutigen Erdteilen Nordamerika, Europa und Asien) von den anderen Säugetierarten getrennt. Die ältesten bekannten Vorfahren des Moschusochsen haben sich vor 1 Million Jahren in der Eiszeit in Zentralasien entwickelt und sich von dort nach Amerika und Europa ausgebreitet. Moschusochsen sind mit Ziegen und Steinböcken verwandte Wiederkäuer.

Sie besitzen keine oberen Eck- und Schneidezähne, sondern nur eine Dentalplatte. Das ist ein verhornter Bereich im Oberkiefer.

Schnee und Eis können sie mit den scharfkantigen Hufen beiseite schaufeln. Mit der Dentalplatte und den unteren Scheidezähnen rupfen sie Gräser und Flechten aus dem Boden. Zerkaut wird das Pflanzenmaterial anschließend mit den im hinteren Gebiss sitzenden Mahlzähnen und den für Wiederkäuern typischen mahlenden Kaubewegungen. 

Höhlenlöwe

Wie auch der Höhlenbär gehört der Höhlenlöwe zu den Raubtieren, allerdings zur Gruppe der katzenartigen Raubtiere. Diese trennten sich von den hundeartigen Raubtieren vor 42 Millionen Jahren. Während die katzenartigen Raubtiere anfangs eher als waldbewohnende Lauerjäger lebten, waren die hundeartigen Raubtiere mobilere Jäger in waldarmen Landschaften.

Die ältesten Fossilfunde von Katzenvorfahren sind 30 Millionen Jahre alt und stammen aus Europa und Asien. Lange wurden Europa und Asien von katzenartigen Raubtieren beherrscht, während in Nordamerika hundeartige Raubtiere lebten. Dies änderte sich als vor 3,4 Millionen Jahren die Wölfe über eine Landbrücke von Nordamerika nach Europa kamen. Vermutlich verdrängten Wölfe die zu den Katzen gehörenden Höhlenhyäne aus Europa. Gleichzeitig wanderte beispielsweise der Höhlenlöwe nach Nordamerika ein.

Die Eckzähne sind beim Höhlenlöwen wie beim Höhlenbären zu Fangzähnen verlängert. Dazwischen liegen im Ober- und Unterkiefer die Schneidezähne. Die Vorbackenzähne haben sich zu einer sogenannten Brechschere entwickelt, die zum Zerschneiden von Fleisch dient. Anders als der Höhlenbär war der Höhlenlöwe ein reiner Fleischfresser. 

Eiszeit-Überwinterung-Wanderung

Es gibt verschiedene Techniken mit denen Tiere die Winter in den Kaltphasen der Eiszeit überstehen konnten.

Winterruhe

Tiere, die Winterruhe halten, schlafen in einem Bau oder einer Höhle. Sie wachen zwischenzeitlich immer wieder auf, um zu fressen oder zu koten. Dabei bleibt ihre Körperkerntemperatur immer gleich. Tiere wie der heutige Braunbär oder auch der Waschbär halten Winterruhe, demnach könnte der Höhlenbär ebenfalls die eisigen Winter durch Winterruhe überstanden haben. 

Winterschlaf

Beim Winterschlaf versetzt sich das Tier in eine Art Energie-Spar-Modus. Der Puls wird langsamer und die Körperkerntemperatur sinkt. Tiere, die Winterschlaf halten dürfen dabei auf gar keinen Fall gestört werden. Sie wachen dadurch zu früh und zu schnell auf. Das plötzliche Erwachen verbrennt einen Großteil ihrer Fettreserven, die sie sich im Sommer angefressen haben. Ohne diese Fettreserve müssen die Tiere verhungern oder erfrieren. Winterschlaf halten beispielsweise Murmeltiere und einige Fledermaus-Arten. 

Kältestarre

Tiere wie Frösche, Schnecken oder Insekten betreiben Kältestarre. Sie ziehen sich zurück und frieren ein. Dabei sind ihre Körperfunktionen so stark verlangsamt, dass sie nicht mehr feststellbar sind. Je nach Tierart schwankt dabei das ertragbare Temperaturminimum. Einige Frösche können Temperaturen von -20 Grad Celsius unbeschadet überstehen. Bei der Kältestarre bleiben die Augen geöffnet, es ist keine Form der Bewegung mehr möglich. Diese Form der Überwinterung, zu der nur wechselwarme Tiere fähig sind, endet erst wenn die Temperaturen wieder steigen. Die Kältestarre kann nicht freiwillig beendet werden. 

Tierwanderungen

Ein weiterer Umgang mit stark fallenden Temperaturen ist das Abwandern in wärmere Gebiete. Dies tun beispielsweise das Rentier, der Hirsch, einige Reharten aber auch Schmetterlinge. Dabei wandern die Tiere auf der Nordhalbkugel im Winter nach Süden und im Sommer nach Norden, um jeweils den Extremtemperaturen zu entgehen. Rentiere legen dabei Distanzen von bis zu 1000 Kilometer zurück und müssen reißende Flüsse überwinden.