290 Millionen Jahre altes fossiles Erbrochenes

Brandon-Forscher hilft bei der Entdeckung: Regurgitalith vom Bromacker

Ein Forscher der Brandon University hat dazu beigetragen, einen fast 290 Millionen Jahre alten Regurgitalithen – versteinerte Erbrochenes – freizulegen, der an der Fossilfundstätte Bromacker in Mitteldeutschland ausgegraben und diese Woche in einer begutachteten Publikation in Scientific Reports beschrieben wurde. Der Fund, bei dem Dr. Mark MacDougall von der Brandon University als Co-Autor fungierte, ist das früheste bestätigte Beispiel einer von einem Raubtier ausgewürgten Mahlzeit aus einem vollständig terrestrischen Ökosystem. Da das Exemplar teilweise verdaute Knochen in einer geordneten Ansammlung bewahrt, können Forscher das Fressverhalten und die Räuber-Beute-Beziehungen auf eine Weise interpretieren, wie es auf dem Boden verstreute Knochen selten zulassen.

Brandon-Forscher hilft bei der Entschlüsselung des Fressverhaltens in Ökosystemen des frühen Perms

Der Regurgitalith ist von Bedeutung, da er ein einzelnes Fressereignis – und dessen Folgen – dokumentiert, anstatt der akkumulierten Überreste, aus denen viele Fossilansammlungen bestehen. Mithilfe hochauflösender Computertomographie (CT) kartierte das Team Dutzende von Knochenfragmenten innerhalb der Masse und identifizierte Überreste, die mindestens drei verschiedenen Beutetypen zuzuordnen sind: einem kleinen Reptil, einem flinken, echsenähnlichen Wirbeltier und einem Stück eines viel größeren pflanzenfressenden Tieres. Diese gemischten Inhalte, kombiniert mit der Größe und Ausrichtung der Knochen, deuten auf einen Spitzenprädator hin – möglicherweise einen Verwandten der Pelycosaurier auf der Entwicklungsstufe von Dimetrodon –, der mehr verschlang, als er verarbeiten konnte, und später einen Teil seiner Mahlzeit wieder ausstieß.

Methoden und Belege

Die Forscher untersuchten das Exemplar mit einer Reihe zerstörungsfreier Techniken. Die CT-Untersuchung lieferte eine virtuelle dreidimensionale Karte der Knochenpositionen und -formen im Gestein, was es dem Team ermöglichte, überlappende Fragmente zu sortieren und zu prüfen, ob die Ansammlung eine Packung im Magen widerspiegelt und nicht eine zufällige Akkumulation. Chemische Analysen des umgebenden Sediments und der Mineralbeschichtungen um die Fragmente zeigten eine Zusammensetzung, die sich von der gewöhnlichen Matrix unterscheidet – ein Muster, das eher mit diagenetisch verändertem Mageninhalt als mit gewöhnlichem Sedimentschichten übereinstimmt. Zusammengenommen – die Knochenanordnung, das gemischte taxonomische Signal und die geochemische Anomalie – stützen diese Beweislinien die Interpretation, dass es sich bei dem Objekt um einen Regurgitalithen handelt.

Wie Forscher das Exemplar datieren und identifizieren

Die Altersbestimmung des Regurgitalithen ergibt sich aus dem etablierten geologischen Kontext der Fundstätte Bromacker, einem fossilreichen Horizont, dessen Sedimente mit Gesteinen korrelieren, die etwa 290 Millionen Jahre alt sind. Dieser stratigraphische Rahmen – basierend auf jahrzehntelanger Feldarbeit am Bromacker und regionalen Korrelationen – bietet den zeitlichen Ankerpunkt. Die Identifizierung der Knochen im Inneren erfolgte mittels vergleichender Anatomie: Gescannte Fragmente wurden mit bekannten Skelettelementen der Bromacker-Fauna und verwandten Taxa des Perms verglichen. Wenn Knochen unterschiedlicher Größe und Morphologie zusammengefunden werden und in einer kompakten Masse ausgerichtet sind, helfen die anatomischen Übereinstimmungen und räumlichen Beziehungen den Paläontologen, eine verschluckte und wieder ausgewürgte Mahlzeit von einem Knochenhaufen zu unterscheiden, der durch andere taphonomische Prozesse entstanden ist.

Regurgitalith versus Koprolith

Versteinertes Erbrochenes (Regurgitalith) und versteinerter Kot (Koprolith) dokumentieren unterschiedliche Teile des Verdauungsprozesses eines Tieres und bewahren daher unterschiedliche Arten von Informationen. Regurgitalithe enthalten tendenziell robustere, weniger zerkaute Bestandteile – wie Knochen, Schuppen oder Pflanzenfragmente –, die der Prädator nicht verdauen konnte oder die er auszustoßen pflegte. Sie zeigen oft eine orientierte Packung der Elemente und weisen nicht die homogenisierte Matrix auf, die typisch für Koprolithen ist. Koprolithen enthalten in der Regel gründlicher verarbeitetes Material, einschließlich gemahlener Knochen, mineralisierter organischer Rückstände und einer verdichteten Fäkalmatrix. In diesem Fall waren die Ausrichtung und das relative Fehlen von Verdauungsabrieb an vielen Knochen entscheidende Hinweise darauf, dass die Masse eher erbrochen als ausgeschieden wurde.

Was die fossile Mahlzeit über antike Ernährung und Ökosysteme verrät

Einzelne Regurgitalithe sind selten, aber wissenschaftlich wertvoll, da sie einen Konsumenten direkt mit dem Konsumierten in Verbindung bringen. Dieses Exemplar öffnet ein Fenster dazu, was ein einzelnes Raubtier an einem einzigen Tag vor fast 300 Millionen Jahren fraß, und bietet Paläontologen eine Momentaufnahme trophischer Interaktionen anstelle statistischer Rückschlüsse aus isolierten Knochen. Das Vorhandensein mehrerer Beutetypen in einer Masse deutet auf opportunistisches Fressen einer gemischten Diät hin – kleine Wirbeltiere plus Teile größerer Pflanzenfresser – und zeigt, dass komplexe Prädationsstrategien, einschließlich des selektiven Ausstoßens unverdaulicher Teile, bereits in den terrestrischen Ökosystemen des Perms vorhanden waren. Ein solches Verhalten hat moderne Parallelen: Heutige Greifvögel, Eulen und einige Reptilien stoßen regelmäßig unverdauliche Überreste als Gewölle aus; das Fossil zeigt eine antike Entsprechung dieser ökologischen Strategie.

Techniken zur Untersuchung von fossilem Regurgitat

Neben CT und vergleichender Anatomie kombinieren Teams, die Regurgitalithe untersuchen, Mikrofotografie, Mikromorphologie und Elementanalyse, um erhaltene Gewebe und mineralische Ersetzungen zu charakterisieren. CT-Scans ermöglichen es Forschern, die Masse digital zu sezieren, Fragmente zu isolieren und wahrscheinliche anatomische Positionen zu rekonstruieren. Geochemische Arbeiten können Mineralphasen und Spurenelemente identifizieren, die durch Verdauungsflüssigkeiten konzentriert wurden, während Dünnschliffe und Mikroskopie zeigen, ob Knochenoberflächen Verätzungen durch Magensäure oder Abriebspuren aufweisen. Durch die Schichtung dieser unabhängigen Beweislinien können Paläontologen von einer plausiblen Erklärung zu einer fundierten Interpretation gelangen, dass es sich bei einer Masse um ausgewürgtes Material und nicht um eine zufällige Knochenansammlung handelt.

Kontext und fortlaufende Entdeckungen am Bromacker

Die Fundstätte Bromacker hat eine Reihe außergewöhnlich gut erhaltener terrestrischer Fossilien hervorgebracht, die das terrestrische Leben im frühen Perm beleuchten. Die Stätte ist dafür bekannt, dass sie nicht nur Knochen, sondern auch Abdrücke von Weichgewebe und Haut bewahrt – Merkmale, die normalerweise vor der Fossilisierung zerfallen. Dr. MacDougall und seine Kollegen haben kürzlich einige der ältesten bekannten Abdrücke von Reptilienschuppen aus derselben Ablagerung beschrieben, was die Rolle des Bromackers als Depot für verhaltensbiologische und integumentäre Daten unterstreicht, nicht nur für Skelettreste. Zusammen helfen diese Funde den Paläontologen, ein reicheres, facettenreicheres Bild der Ökosysteme zu einer Zeit zu rekonstruieren, als sich das Wirbeltierleben an Land festigte.

Dr. Mark MacDougall – der Forscher der Brandon University, der bei der Freilegung dieser Fossilien hilft – betont, wie selten diese Art von direktem Beleg für die Ernährung ist. Er stellt fest, dass, da Haut und andere empfindliche Abdrücke normalerweise durch Verwesung verloren gehen, der Fund sowohl von integumentären Details als auch eines erhaltenen Regurgitalithen am Bromacker ungewöhnlich vollständige Momentaufnahmen der Biologie und Interaktionen von Organismen bietet. Diese Kombination aus Verhaltens- und anatomischen Daten stärkt ökologische Modelle für weit zurückliegende Zeiträume und beeinflusst, wie Wissenschaftler Fossilienlagerstätten an anderen Orten interpretieren.

Breitere Bedeutung und nächste Schritte

Über die Neuheit hinaus, der älteste gemeldete terrestrische Regurgitalith zu sein, unterstreicht das Exemplar einen allgemeinen Punkt: Verhaltensweisen, die wir für modern halten, haben tiefe evolutionäre Wurzeln. Die Fähigkeit, unverdauliche Teile auszustoßen, und der ökologische Druck, der dies adaptiv macht, waren bereits vor Hunderten von Millionen Jahren vorhanden. Zukünftige Arbeiten werden vergleichende Scans ähnlicher Massen ausweiten, andere Fundorte nach übersehenen Regurgitalithen absuchen und geochemische Fingerabdrücke verfeinern, die durch den Darm verarbeitetes Material von gewöhnlichem Sediment unterscheiden. Das Bromacker-Exemplar wird auch im Rahmen laufender Geländesaisons und Laborstudien erneut untersucht werden und wahrscheinlich in umfassenderen morphologischen und isotopischen Studien erscheinen, die darauf abzielen, Nahrungsnetze aus den terrestrischen Aufzeichnungen des Perms zu rekonstruieren.

Für die Öffentlichkeit wie für Forscher gleichermaßen ist der Fund eine Erinnerung daran, dass selbst scheinbar seltsame oder unglamouröse Objekte – ein Gesteinsklumpen, der einst durch eine uralte Kehle ging – Details längst begrabener Ökologien umschreiben können. Während Teams weiterhin moderne bildgebende und chemische Methoden auf klassische Fossilfundstätten anwenden, könnten weitere verhaltensbiologische Fossilien ans Licht kommen und unser Verständnis der tiefen Vergangenheit des Lebens bereichern.

Quellen

• Scientific Reports (Forschungsarbeit, die den Bromacker-Regurgitalithen beschreibt)
• Brandon University (Forscher Dr. Mark MacDougall und zugehörige Pressematerialien)
• Forschungsgruppen zur Fossilfundstätte Bromacker (stratigraphische und paläontologische Studien in Mitteldeutschland)