Evolution: Kolosse, die das Tauchen lieben

Kaum erreichen die Elefanten im South Luangwa Nationalpark Sambias das Schlammloch neben dem Nsefu-Camp, werfen sie sich in den braunen Matsch, strecken alle viere von sich und prusten mit dem Rüssel Wasser auf die Haut. Das macht deutlich, dass nicht nur die Savanne, sondern auch Wasser und Sumpf zum natürlichen Lebensraum von Elefanten gehören müssen. Diese Vermutung bestätigen jetzt Forscher um Alexander Liu von der Universität in Oxford in einem Beitrag in der amerikanischen Fachzeitschrift „Pnas“ (Band 105, S. 5786). Wie die Analyse des Zahnschmelzes aus fossilen Funden ergab, lebten die Vorfahren der Elefanten vor 37 Millionen Jahren in Sümpfen und Flüssen.

Jetzt ist hieb- und stichfest bewiesen, was bisher nur vermutet wurde. Etwa weil die noch heute im Wasser lebenden Seekühe in die weitere Verwandtschaft der Rüsseltiere gehören. Auch die Entwicklung von Elefantenembryonen deutet darauf hin, dass unter den Vorfahren Tiere mit einer Vorliebe für das Leben im Wasser gewesen sein müssen. Aus dem Kiefer und den Zähnen eines Tieres namens Moeritherium schlossen Forscher ebenfalls auf Sumpf oder Wasserflächen als Lebensraum. Das an einen modernen Tapir erinnernde Urtier lebte vor rund 40 Millionen Jahren. Ähnlich wie bei heutigen Flusspferden befanden sich die Ohren ganz oben am Schädel. So kann auch ein abgetauchtes Tier die Geräusche über Wasser gut wahrnehmen.

Wie ein anderes, Barytherium genanntes Tier aus dieser Epoche gehört das Moeritherium zu den frühen Vorfahren der Elefanten. Um den Lebensraum der Urelefanten bestimmen zu können, untersuchten die Forscher die Zähne von Tieren, die vor rund 37 Millionen Jahren gestorben waren. Da Mineralien aus der Nahrung in den Zahnschmelz eingebaut werden, lässt sich aus dessen Zusammensetzung auf den Speiseplan schließen.

Hauptbestandteil der Pflanzen ist Kohlenstoff, der in der Natur in zwei stabilen Varianten vorkommt. Das Kohlenstoff-12-Isotop (C-12) findet sich viel häufiger als Kohlenstoff-13 (C-13). Je nach Pflanzenart unterscheiden sich die Anteile dieser Isotope. Manche Pflanzen weisen einen verhältnismäßig großen Anteil des C-13-Isotops auf, andere Typen haben einen deutlich niedrigeren C-13-Anteil. Im Zahnschmelz der Elefanten-Vorfahren entdeckten die Forscher C-13-Verhältnisse, wie sie für Wasserpflanzen typisch sind. Damit scheint klar, dass Moeritherium und Barytherium meist Wasserpflanzen kauten.

Auch beim Sauerstoff gibt es verschiedene stabile Isotope. Hier ist O-16 viel häufiger als O-18. Das Isotop O-16 ist zudem leichter und verdunstet besser aus Meeren und Gewässern. Daher ist der O-18-Anteil im Regenwasser deutlich höher als in Gewässern und Meeren. Und da Landtiere oft auch aus Bächen trinken, aus denen noch wenig Wasser verdunstet ist, nehmen sie auch weniger O-18 auf als Tiere, die in Seen oder Sümpfen leben. Der O-18-Anteil im Zahnschmelz der Elefantenvorfahren lag nun in dem für Tiere typischen Bereich, die in Seen, Flüssen oder Sümpfen leben. Daraus lässt sich schließen, dass die Ahnen der Rüsseltiere vor 37 Millionen Jahren ganz oder zumindest teilweise im Wasser lebten.

Einen Rüssel hatten Moeritherium und Barytherium noch nicht. Mit einer stark verlängerten und zum Greiforgan umgewandelten Nase warteten erst die Mastodons auf, die vor etwa 26 Millionen Jahren entstanden und den modernen Elefanten schon sehr ähnlich waren. Letztere entwickelten sich viel später. Der asiatische Elefant trennte sich erst vor gut sieben Millionen Jahren von den afrikanischen Arten Steppen- und Waldelefant. Ihre Vorliebe für ein Wasser- oder Schlammbad haben sich aber alle Elefanten bis heute bewahrt.