Ein Fisch schaut sich um

"Tiktaalik" stammt aus der Sprache der Inuit von Ellesmere Island, und es bedeutet so viel wie: "großer Süßwasserfisch". Und damit ist der 375 Millionen Jahre alte Räuber mit dem Alligatorkopf auch ganz gut beschrieben, denn schließlich wuchs er zu Längen von 2,70 Meter heran. Tiktaalik besaß Schuppen und Flossen, aber er hatte auch schon einen stabilen Brustkorb, Schultern, Ellenbogen und Teile eines Handgelenks. Kurze Ausflüge an Land dürften kein Problem für den krokodilartigen Riesenfisch gewesen sein.

"Das Besondere an Tiktaalik ist, dass er der am nächsten mit uns Landwirbeltieren verwandte Fisch ist. Er zeigt uns, wie die Evolution Flossen zu Gliedmaßen umgestaltet hat - und nun auch, wie sich der Kopf veränderte. Mit seiner Hilfe können wir den Übergang zum Fischkopf zu dem eines Landwirbeltiers in eine Serie von Einzelschritten herunterbrechen."

Bislang habe es mangels Fossilien so ausgesehen, als sei dieser Übergang recht schlagartig verlaufen. Nachdem die Paläontologen den Tiktaalik-Kopf aus dem Felsen herauspräparieren konnten, ist klar, dass die Evolution nicht gesprungen ist, erklärt Jason Down von Akademie für Naturwissenschaft in Philadelphia.

"Für den Übergang zum Leben an Land geht es um mehr Umwandlungen als nur die der Flossen in Beine. Auch der Kopfbereich veränderte sich sehr. Tiktaaliks Kopf war beweglicher als der eines normalen Fischs. Er war nicht mehr direkt mit den Schultern verbunden, sondern es gab einen Hals, und so konnte Tiktaalik seinen Kopf drehen. Das war aber nicht das einzige. Die Hirnschale veränderte sich auch, die Kiemenkammer, Ober- und Unterkiefer. Alle diese Teile wurden beweglicher und gleichzeitig auch massiver."

Vor all‘ dem musste sich die Atmung umstellen, erläutert der Paläontologe. Ein Fisch nutzt seinen Kopf wie eine Pumpe mit mehreren Ventilen. So baut er das richtige Druckgefälle auf, um das Wasser in den Mund einzusaugen und dann über die Kiemen wieder herauszupressen. Mechanisch funktioniert das nur, wenn der Kopf fest mit dem Rest des Fischkörpers verbunden ist. Down:

"Sobald ein Tier nicht mehr an die Unterwasserwelt gebunden ist, sondern seinen Kopf in die Luft steckt, kann es zum Atmen Luft verschlucken. Oder es nutzt seinen Brustkorb, indem es beim Dehnen Luft in die Lungen saugt, um sie beim Zusammensinken herauszudrücken. Bei dieser Atmung kann der Kopfbereich beweglich werden und massiver gebaut sein. Dafür bringt dieser Kopf für ein Leben im flachen Wasser oder an Land große Vorteile, zum Beispiel bei der Jagd. Tiktaaliks Kopf hat eine Zwischenposition inne zwischen dem Kopf eines Fischs und dem robusten Schädel eines Landwirbeltiers."

Noch eine andere wichtige Veränderung zeichnet sich bei Tiktaalik bereits ab. Ein spezieller Kieferknochen begann seine Funktion zu verändern. Down:

"Bei den Fischen koordiniert dieser besondere Knochen namens ‚Hyomandibulare‘ beim Fressen und Atmen die Bewegungen zwischen den verschiedenen Komponenten des Kopfs. Aber wenn der Kopf nicht mehr pumpen muss, kann er andere Aufgaben erfüllen. Zunächst wurde die Hyomandibulare wohl als Sensor zum Erfassen von Schwingungen im Wasser eingesetzt, später entwickelte sich daraus bei den Landwirbeltieren der Steigbügel des Mittelohrs. Bei Tiktaalik hatte dieser Prozess schon eingesetzt: Die Hyomandibulare war bereits kürzer und gerader und nicht mehr so fest an das Kopfskelett gebunden. Wir sehen also, wie sich seine Rolle veränderte."

Für Jason Down ist das ein Hinweis darauf, dass Tiktaalik schon weniger auf Kiemenatmung angewiesen waren als die Fische im tiefen Wasser. Er war perfekt an den Lebensraum Flachwasser angepasst - und anscheinend entwickelten sich in dieser Umgebung schon die Merkmale, die wir eigentlich mit den Landwirbeltieren verbinden. Schon vor dem Sprungs aufs Trockene war also alles da.