Warum gibt es keine Saurier mehr?
Wechselwarme und gleichwarme Tiere
Warum gibt es keine Saurier mehr?
Krokodile gab es bereits zu Zeiten der Saurier und sie haben
überlebt. Die interessantere Frage ist daher eher warum es nur wenige größere Echsen gibt.
Es mag durchaus richtig sein dass die Saurier durch eine große
Naturkatastrophe ausgestorben sind. Es war damals aber auch das Klima sehr viel
heißer, für so große Echsen wie es die Saurier waren, wäre das heutige Klima wohl zu kalt.
Wechselwarme Tiere
Und das ist bereits wohl auch der eigentliche Punkt. Echsen sind wechselwarme Tiere (Kaltblüter),
ihre Körpertemperatur hängt von der
Umgebungstemperatur ab. Wenn es warm ist haben sie gegenüber den
gleichwarmen Säugetieren und Vögeln (Warmblüter) keinen
Nachteil.
Bei
kalten Temperaturen werden wechselwarme Tiere dagegen zunehmend
unbeweglicher bis
bewegungsunfähig. Dafür kommen sie mit sehr viel weniger
Nahrung aus und sie können es sogar über lange Zeit ohne
Nahrung aushalten. Ihre Wärmeenergie beziehen sie ja nicht aus der
Nahrung sondern aus der Umgebungstemperatur.
Anzumerken wäre noch dass die
Bezeichnungen
Kaltblüter und Warmblüter bei Pferden eine völlig andere Bedeutung haben (Zugpferde und Reitpferde),
was wohl der Grund dafür ist dass man heute im gegenständlichen Fall die Bezeichnungen wechselwarm (früher Kaltblüter) und gleichwarm
(früher Warmblüter) verwendet.
Krokodile
Ein warmer Fluss wie der Nil ist für große Echsen wohl
eine geradezu ideale Nische. Ihre Körpertemperatur ist immer
ausreichend um beweglich zu bleiben. Unter diesen Voraussetzungen haben die wechselwarmen Echsen keinen Nachteil,
und mit weniger Nahrung auszukommen ist sogar ein Vorteil.
Auch in einigen anderen größeren
warmen Flüssen haben vergleichsweise große Echsen (Alligatoren) überlebt, wenngleich
sie nicht so groß sind wie die Krokodile im Nil.
Dass also große Echsen wie die Krokodile in einem großen
warmen Fluss überleben konnten ist daher nicht so
überraschend.
Die Krokodile gab es bereits zu Zeiten der Saurier und sie haben überlebt.
Komodowaran
Eine weitere größere Art von Echsen ist der Komodowaran.
Dieses Tier lebt auf einigen wenigen Inseln Indonesiens. Auch hier ist
es wieder reichlich warm. Darüber hinaus besteht auf diesen Inseln
keine Konkurrenz durch größere Säugetiere, zumindest
nicht durch größere Raubtiere.
Man sieht auch hier wieder dass größere Echsen unter spezifischen Umständen überleben können.
Schlangen
Weitere größere wechselwarme Tiere sind die Schlangen. Auch
große Schlangen kommen nur in reichlich warmen Gebieten vor. Der extrem schlanke Körper der Schlangen ist bei der Wärmeaufnahme aus der Umgebung ein nicht unwesentlicher Vorteil. Eine
weitere Überlebenshilfe für Schlangen ist dass viele
Arten giftig und damit für alle anderen Lebewesen sehr
gefährlich sind. Von daher kommt wohl unsere natürliche
Abneigung gegen Schlangen, wenngleich ihr Aussehen auch eine Rolle
spielen mag.
Auch hier sieht man wieder das größere wechselwarme Tiere
unter spezifischen Voraussetzungen überleben können.
Galapagos Inseln
Auch ganz interessant sind in diesem Zusammenhang die Echsen der Galapagos Inseln.
Die Echsen dort sind zwar nicht sonderlich groß aber man
sieht dass Echsen ohne Konkurrenz von Säugetieren
prächtig gedeihen können.
Kleine wechselwarme Tiere
Kleine wechselwarme Tiere wie kleine Echsen haben den Vorteil dass sie
sich zwischen Pflanzen, im Unterholz oder in kleinen Erdhöhlen
verkriechen können wenn sie durch die niedrige Temperatur
zunehmend bewegungsunfähig werden. Das trifft im Prinzip auch auf
viele Schlangen zu.
Bei großen Tieren ist das nicht möglich. Kleine
wechselwarme Tiere können daher eher gegen die Konkurrenz der
gleichwarmen Tiere bestehen. Allerdings haben auch kleinere
wechselwarme Tiere in warmen Klimazonen bessere
Überlebensmöglichkeiten.
Wärmeschutz
Gleichwarme Tiere, also Säugetiere und Vögel, haben ein Fell oder Federn als Wärmeschutz.
Bei wechselwarmen Tieren, also insbesondere Reptilien, hätte
ein Wärmeschutz keinen Sinn. Wechselwarme Tiere müssen
ja möglichst die Temperatur der warmen Umgebung (bzw. die Wärmestrahlen der Sonne) aufnehmen um
bewegungsfähig zu bleiben. Bei kalten Temperaturen werden sie dagegen so oder so bewegungsunfähig.
Lebensraum Wasser
Ein weiterer interessanter Lebensbereich ist das Meer.
Auch Fische sind wechselwarme Tiere.
Es gibt nur wenige Säugetiere die ausschließlich im Meer leben und das sind vor allem die Wale.
Das Meerwasser hat eine sehr viel gleichmäßigere Temperatur als die Luft an Land.
Säugetiere haben eine Körpertemperatur die wesentlich
über der Wassertemperatur liegt. Jeder weiß aus eigener
Erfahrung dass wir 15 Grad kaltes Wasser bereits als reichlich kalt
empfinden, bei einer Lufttemperatur haben wir mit 15 Grad kein Problem.
Das hat auch einen Grund. Wasser hat nicht nur eine viel größere Dichte als Luft sondern vor allem ist der
Wärmeübergang zu kälteren Wasser sehr viel
größer als zu kälterer Luft. Den Verlust an Wärme empfinden wir
als kalt.
Hinzu kommt dass wir uns gegen kalte Luft mit Bekleidung (Tiere mit
Fell bzw. Vögel mit Federn) schützen können. Das funktioniert im
Wasser nicht.
Wale, Robben und Pinguine
Wale haben daher eine dicke Speckschicht und sie sind große
Tiere. Die Größe der Wale hat den Vorteil dass die
Oberfläche der Tiere im Verhältnis zum Volumen kleiner ist. Das Volumen eines Körpers nimmt
nämlich mit der dritten Potenz zu während die Oberfläche
nur mit dem Quadrat zunimmt. Der Wärmeübergang ist daher im
Verhältnis zum Körpervolumen bei großen Tieren kleiner,
sie verlieren daher im kühleren Wasser weniger Wärme. Es ist
daher keineswegs ein Zufall dass Wale, als im Wasser
lebende Säugetiere, sehr groß sind.
Die verschiedenen Robbenarten (Säugetiere) und Pinguine
(Vögel) sind auch mehr oder weniger an das Wasserleben angepasst,
sie leben aber nicht dauernd im Wasser. Bezeichnend ist dass diese Tiere
zu einem guten Teil in kalten bis sehr kalten Regionen leben. Ihre
Anpassung an den großen Wärmeverlust im Wasser
ermöglicht es ihnen auch in sehr kalten Gebieten zu leben.
Delphine
Recht interessant sind in diesem Zusammenhang auch die Delphine.
Delphine sind den Walen verwandt und sind daher ebenfalls gleichwarme
Säugetiere. Sie leben ausschließlich im Wasser, sie sind
aber im Gegensatz zu den Walen nicht sonderlich groß.
Delphine verfügen über eine Echolotung mit der sie Beute
lokalisieren können und sie sind intelligente Tiere. Diese beiden
Eigenschaften machen sie wohl zu besonders erfolgreichen Jägern.
Den Umstand dass Säugetiere viel Nahrung brauchen um insbesondere
im Wasser ihre Körpertemperatur zu halten wird hier wohl dadurch
kompensiert dass sie sehr erfolgreiche Jäger sind.
Wasser - Land
Die gleichwarme Körpertemperatur (Warmblüter) der
Säugetiere und Vögel ist also im Wasser mit seiner viel
gleichmäßigeren Temperatur, die aber unter der Körpertemperatur liegt, kein Vorteil sondern eher ein
Nachteil.
Es ist daher nicht wirklich überraschend dass insbesondere im Meer fast nur wechselwarme Tiere (Kaltblüter) leben.
Dagegen haben Tiere mit gleichwarmer Körpertemperatur an Land mit
den wesentlich größeren Temperaturschwankungen aber auch mit
dem geringeren Wärmeübergang einen erheblichen Vorteil, sie
bleiben immer gleich beweglich was bei wechselwarmen Tieren unter diesen Umständen nicht der
Fall ist.
Es ist daher kein Wunder dass es am Land größere wechselwarme Tiere nur in einigen Nischen gibt.
Landsäugetiere ohne Fell
Nicht ganz uninteressant ist diesem Zusammenhang auch, dass sehr
große Landsäugetiere, also insbesondere Elefanten und
Nashörner, auch kein Fell besitzen. Das ist wohl darauf
zurückzuführen dass bei großen Tieren die Oberfläche im
Verhältnis zum Volumen kleiner ist. Ein Fell
ist daher zumindest in warmen Gebieten überflüssig.
Dagegen hatten Mammute ein Fell, in sehr kalten Gebieten ist ein
Wärmeschutz auch bei großen Tieren notwendig. Bei
Säugetieren die zu einem großen Teil im Wasser leben
(Robben) kann dagegen das Fell keinen dauerhaften Schutz bieten und
eine Speckschicht wirkt hier als Wärmeschutz.
Analoges gilt auch
für Pinguine.
Auch Nilpferde sind große Säugetiere aber diese Tiere leben
ebenfalls zu einem großen Teil im Wasser wo das Fell auf
Dauer ohnehin keinen Schutz bietet.
Menschen
Dass wir Menschen das Fell unserer frühen Ahnen verloren haben ist dagegen ein ganz anderes Thema.
Es liegt wohl daran dass es unsere Ahnen bereits lange
zurück geschafft haben zumindest einfache Unterstände zu
bauen und sich gegen Witterung und Temperaturschwankungen mit einfacher
Bekleidung zu schützen. Das erlaubt eine bessere Anpassung an
sehr verschiedene Witterungsbedingungen, das Fell war daher wohl nicht mehr nützlich.
Es zeigt übrigens auch den Einfluss unserer mentalen Fähigkeiten auf unsere körperliche Evolution.
Allerdings kann auch bei der Evolution zu uns Menschen das Element Wasser eine Rolle gespielt haben.
Haustiere
Auch unser Hausschwein hat sein Fell verloren. Das hat wohl damit zu
tun dass dieses Tier bereits seit Jahrtausenden in geschlossenen
Räumen gehalten wird. Die weiße Haut dieser Tiere
ermöglicht übrigens eine bessere Aufnahme der Lichtstrahlen wovon in
geschlossenen Räumen nicht zuviel vorhanden ist.
Andere Haustiere die viel mehr im Freien gehalten werden haben ihr Fell nicht verloren.
Säugetiere und Vögel
Wenn es so stimmt dass sich die Säugetiere sehr viel früher von
reptilienartigen Vorfahren abgezweigt haben als die Vögel, so muss das wohl heißen dass hier
gleichwarme
Tiere, also Tiere mit geregelter und gleichmäßiger
Körpertemperatur, zwei mal unabhängig voneinander entstanden
sind. Auch der Blutkreislauf hat sich dabei in gleicher Weise weiter entwickelt.
Das ist ein interessanter Aspekt der Evolution den im allgemeinen
weisen gleiche Eigenschaften (z. B. Lunge) auf gemeinsame frühe
Ahnen hin.
Tatsächlich sind Säugetiere und Vögel in vieler Hinsicht sehr unterschiedlich:
Lebende Junge die gesäugt werden - Eier
Fell - Federn
Zähne - Schnabel
Normale Beine - Beine und Füße mit einer Hornhaut überzogen.
Gemeinsame Ahnen liegen also tatsächlich sehr weit zurück.
Dass hier die Temperaturregelung, also
gleichwarme Tiere, aber auch ein geänderter Blutkreislauf
unabhängig voneinander in gleicher Weise entstanden sind, ist
schon sehr
interessant. Es kann natürlich heißen dass das einfach der
nächste naheliegende Schritt der Evolution aus einer bestehenden
Phase der Evolution war. Auch Robben (Säugetiere) und Pinguine
(Vögel) haben sich zu vergleichsweise ähnlichen Wassertieren
zurück entwickelt.
Allerdings könnte man sich
auch die Frage stellen ob der Stammbaum der Evolution, insbesondere das
wesentlich spätere Abzweigen der Vögel von den Reptilien
völlig gesichert ist. Tatsächlich sind diese
Stammbäume mitunter durchaus unterschiedlich gezeichnet, es besteht
also diesbezüglich wohl auch keine zu große Sicherheit.
Das ist zwar schon etwas weit weg vom eigentlichen Thema aber
über das Thema Evolution ergibt sich eine ganz interessante Verbindung.
Nilpferde und Krokodile
Nicht ganz uninteressant ist auch der Vergleich zwischen Nilpferden und Krokodilen.
Krokodile leben fast ausschließlich im Wasser und ihre schlanke
Körperform ist daher dem Wasserleben angepasst, ein schlanker
Körper ist schließlich für die Beweglichkeit im Wasser
ein Vorteil. Nilpferde haben dagegen,
wie manche Landtiere, einen wesentlich plumperen Körper, sie
gehen zur Nahrungsaufnahme
ja auch an Land.
Der schlanke Körper der Krokodile (wechselwarme Tiere) hat im Wasser aber auch den Vorteil
dass ihr Körper dadurch leichter die warme Temperatur des
Wassers annimmt. Bei den Nilpferden (gleichwarme Säugetiere) wäre dagegen eine große
Körperoberfläche kein Vorteil da ihre Körpertemperatur
ja nicht von der Wärmeaufnahme aus dem Wasser abhängig ist.
Eine große Körperoberfläche wäre an Land bei
kühleren Temperaturen in der Nacht sogar ein Nachteil.
Die Körperform der beiden Tiere ist zwar eine Anpassung an ihre
jeweilige Lebensart (Bewegung hauptsächlich bzw. nur teilweise im
Wasser), es kommt aber auch dem unterschiedlichen Wärmeaustausch bei wechselwarmen
Tieren (Aufnahme von Wärme aus der Umgebung) und gleichwarmen Tieren (Wärmeverlust an die Umgebung) entgegen.
Evolution Nilpferde
Bei Nilpferden sieht man übrigens auch den ersten Schritt der
Evolution einer Rückentwicklung von Landtieren zu Wassertieren.
Auch Krokodile atmen mit Lungen, sie sind ebenfalls eine
Rückentwicklung vom Landtier zu einem weitgehenden Wassertier. Nur
dass hier diese Rückentwicklung schon sehr viel weiter zurück
liegt.
Schlanker Körperbau
Der schlanke bis sehr schlanke Körper
ist überhaupt bei wechselwarmen Tieren wesentlich häufiger zu
beobachten. Extremfälle wie Schlangen kommen bei den
gleichwarmen
Säugetieren und Vögeln überhaupt nicht vor. Der extrem
schlanke Körper der Schlangen ist für die
Wärmaufnahme aus der Umgebung geradezu eine Optimierung.
Bei
wechselwarmen Tieren ist die Erwärmung des ganzen Körpers
durch die Umgebung ein Vorteil, bei gleichwarmen Tieren würde eine
große Oberfläche insbesondere bei kühleren Temperaturen
nur Wärmeverlust bedeuten.
Evolution Schlangen
Bei Schlangen könnte man übrigens spekulieren ob ihre
frühesten Ahnen in Morast oder ähnlichen Untergrund entstanden
sind, nämlich dort wo für die zunehmend länger werdenden
Echsen mit den Beinen ohnehin kein gutes Fortkommen war. Das
ist schon spekulativ aber jedenfalls gut möglich.
Auch das ist wieder etwas weit weg vom eigentlichen Thema aber zum
Thema Evolution wechselwarmer und gleichwarmer Tiere passt es ganz gut.
Gleichwarme Saurier?
Es gibt auch die These dass manche Saurier bis zu einem gewissen Grad
gleichwarme Tiere waren. Das ist zwar
nicht ausgeschlossen, aber dass die Saurier zur
Gänze ausgestorben sind, auch die kleineren Arten, spricht nicht
für eine solche Anpassungsfähigkeit.
Teilweise wird auch behauptet dass sich die Saurier immer weiter
verkleinert hätten bevor sie ausgestorben sind. Wahrscheinlicher
ist wohl dass kleinere Arten länger überlebt haben. Das weist
auch darauf hin dass eher Klimaänderungen die Ursache des
Aussterbens waren, was allerdings eine drastische Naturkatastrophe
nicht ausschließt. Auch dass das Aussterben der Saurier über
einen
längeren Zeitraum hinweg geschah weist eher darauf hin dass
eine Klimaveränderung die Hauptursache war. Allerdings kann man
nicht ausschließen dass eine nicht zu drastische Naturkatastrophe
eine längerfristige Klimaveränderung bewirkt hat.
Schlusspunkt
Dass Saurier durch eine Naturkatastrophe ausgestorben sind mag sein.
Dass aber größere Echsen nur in einigen Nischengebieten
leben hat seinen Grund wohl darin dass ihre wechselwarme Natur
(Kaltblüter) an Land mit den großen Temperaturschwankungen
der Luft ein
erheblicher Nachteil ist. Wechselwarme Tiere verlieren bei niedrigen
Temperaturen schließlich zunehmend ihre Bewegungsfähigkeit
und werden bei kalten Temperaturen überhaupt bewegungsunfähig.
Große und erst recht sehr große
wechselwarme Tiere sind hier ganz einfach gegenüber den
gleichwarmen Tieren (Warmblüter) nicht wirklich
konkurrenzfähig.
Anmerkung
Für wechselwarm werden auch die Begriffe poikilotherm und ektotherm verwendet und für gleichwarm die Begriffe homoiotherm (auch homöotherm) oder endotherm. Diese Begriffe haben den nicht unerheblichen Vorteil dass nicht jeder gleich weiß worum es sich handelt.
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9.10.2019 aktualisiert: 17.1.2022