'Thunder beast' Fossilien zeigen, wie einige Säugetiere groß geworden sein könnten.

Für manche Säugetiere war der evolutionäre Weg zum Gigantismus nach dem Aussterben der Dinosaurier nicht immer geradlinig.

Forscher berichten in der Ausgabe vom 12. Mai des Magazins Science, dass ausgestorbene, massige, rhinoceros-ähnliche Kreaturen namens Brontotherien im Laufe ihres 22 Millionen Jahre andauernden Bestehens in sowohl größere als auch kleinere Formen evolvierten. Aber große Brontotherien scheinen im Vergleich zu ihren kleineren Verwandten relativ unbesetzte ökologische Nischen genossen zu haben und waren daher weniger von Aussterben bedroht. Dies erklärt den allgemeinen Trend der Gruppe zu größeren Körpern im Laufe der Zeit.

"Es ist eine komplexere evolutionäre Welt als das, was uns der reine Darwinismus sagen würde", sagt der Paläobiologe Juan Cantalapiedra von der Universität Alcalá in Madrid. "Es ist keine organisierte, vorhersehbare Welt, in der Fortschritt eine Naturkonstante ist und die besser angepassten Arten immer überleben."

Nachdem die nicht-vogelartigen Dinosaurier vor etwa 66 Millionen Jahren ausgestorben waren, wurden die Säugetiere größer - und einige wurden richtig groß. Zuvor hatten sich einige Arten von Säugetieren nur so groß wie Katzen oder Kojoten entwickelt, doch manche verwandelten sich schnell in Titanen von einer metrischen Tonne oder mehr. Brontotherien gehörten zu den ersten Säugetieren, die eine enorme Größe erreichten - ihr Name stammt von den griechischen Wörtern für "Donner" und "Tier".

Aber während mehr als die Hälfte der fast 60 bekannten Brontotherien-Arten über einer metrischen Tonne Gewicht aufwiesen, waren die ersten Schritte dieser "Donnertiere" überhaupt nicht donnernd. Als die frühesten Brontotherien in den üppigen Wäldern des antiken Nordamerikas und Asiens im frühen Eozän vor etwa 56 Millionen Jahren erschienen, waren sie etwa so groß wie ein Border Collie - kaum der Stoff für donnernde Herden.

Innerhalb von ungefähr 16 Millionen Jahren waren diese bescheidenen Säugetiere zu einer Familie von Riesen herangewachsen.

Diese dramatische Transformation spielte sich auch in anderen Säugetierstämmen ab. Die orthodoxe Erklärung für diesen Trend, genannt Copes Regel, besagt, dass größere Individuen einer einzelnen Art einen Fitnessvorteil gegenüber kleineren haben. Das Überragen von Raubtieren ist ein guter Weg, um nicht auf der Speisekarte zu landen, und größere Körper können größere Gehirne, erweiterte Ernährungsoptionen und viele weitere Vorteile ermöglichen. "Daher werden Populationen im Laufe der Zeit größer, einfach weil es besser ist", sagt Cantalapiedra.

Copes Regel sagt voraus, dass die natürliche Auslese dazu führt, dass Arten und ihre Stämme im Laufe der Zeit allmählich größer werden. Aber die neue Studie legt nahe, dass Brontotherien einen anderen evolutionären Weg zum Gigantismus eingeschlagen haben.

Cantalapiedra und seine Kollegen testeten drei verschiedene evolutionäre Szenarien - darunter Copes Regel - und wie gut sie den Fossilienreihen der Brontotherien entsprachen. Sie nutzten auch die Fossilendaten, um nach Verbindungen zwischen Brontotherien-Größe, Ökologie und der Wahrscheinlichkeit von Aussterben oder Aufspaltung in neue Arten zu suchen.

Die neue Analyse legt nahe, dass Brontotherie-Arten in der Regel etwa dieselbe Größe beibehielten, bis sie sich in neue Arten aufspalteten, die entweder größer oder kleiner als ihre Vorfahren sein konnten. Aber weil kleinere Arten öfter in neue Arten abzweigten und ausstarben, tendierten Brontotherien insgesamt dazu, im Laufe der Zeit größer zu werden.

Verglichen mit einem Bonsai-Baum sagt Cantalapiedra, dass dieser Mechanismus ein wenig wie das natürliche Aufspalten von Ästen des Bonsai-Baumes ist, während "Äste von einer Seite weggeschnitten werden". Copes Regel hingegen wäre wie die Verwendung von Drähten, um den Baum kontinuierlich in eine Richtung zu führen.

"Wir rufen oft Copes Regel für große Körpergröße bei Säugetieren auf", sagt Ryan Felice, ein Evolutionsbiologe am University College London, der nicht an der Studie beteiligt war. "Vielleicht ist dies ein Beweis dafür, dass das nicht das Ende der Geschichte ist."

Jenseits der Körpergröße gibt es in der Paläobiologie eine breitere Frage nach drastischen evolutionären Veränderungen.

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Der Trend der Brontotherien zu titanischen Proportionen scheint letzteres zu suggerieren. In einer Welt mit weniger großen Pflanzenfressern als kleineren hatten es kleine Brontotherien anscheinend schwerer im Vergleich zu ihren kolossalen Verwandten. Große Brontotherien gewannen wegen ihrer anderen Ökologie, nicht unbedingt, weil größere Individuen gegenüber kleineren Mitgliedern ihrer eigenen Art einen Vorteil hatten, sagen die Forscher.

Zu überprüfen, ob dasselbe Muster für andere Gruppen großer Tiere gilt, wäre ein interessanter nächster Schritt, sagt Felice. Er schlägt auch vor, Paläoklimadaten in die Analyse zu integrieren, um nach Verbindungen zwischen Klimaveränderungen und Säugetierevolution zu suchen - Muster, die auf mögliche Rippeneffekte des modernen Klimawandels hinweisen könnten.