(Connie Kerr/iStock/Getty Images Plus) Wissenschaftler haben ein weiteres Puzzlestück zur Entwicklung der Echoortung bei Fledermäusen gefunden und sind damit der Lösung eines jahrzehntelangen Evolutionsrätsels näher gekommen.
Alle Fledermäuse – mit Ausnahme der Flughunde der Familie Pteropodidae (auch Pteropodidae genannt). Flughunde ) - kann durch Verwendung „echolokalisieren“. hohe Töne nachts navigieren.
Eine von uns geleitete internationale Studie, veröffentlicht am 5. März 2021 In Aktuelle Biologie , hat gezeigt, dass sich die Fähigkeit zur anspruchsvollen Echoortung nicht nur mehrfach in Fledermausgruppen entwickelt hat, sondern auch, dass dies der Fall ist niemals hat sich in Flughunden entwickelt.
Die bemerkenswerten Geräusche von Fledermäusen
Um mithilfe der Echoortung zu navigieren, erzeugen Fledermäuse hochfrequente Rufe in ihrem Kehlkopf (Voice Box) und geben diese durch die Nase oder den Mund ab. Diese Rufe, die normalerweise mit höheren Frequenzen erfolgen, als Menschen hören können, werden von Objekten reflektiert und zurückgeworfen.
Aus diesem Feedback können Fledermäuse Informationen über die räumlichen und strukturellen Eigenschaften ihrer Umgebung gewinnen.
Seit drei Jahrzehnten versuchen Wissenschaftler zu verstehen, wie sich die Echoortung bei Fledermäusen entwickelte und warum sich diese Anpassung nicht auf Flughunde ausdehnte. Bisher hatten sie Mühe, einen Konsens zu erzielen.
Einige Evolutionsbiologen glauben, dass Flughunde einst wie ihre modernen Artgenossen echolokalisieren konnten, aber irgendwann habe das verloren Fähigkeit. Andere meinen, Flughunde hätten diese und jene Eigenschaft überhaupt nicht erworben es hat sich mehrmals weiterentwickelt in verschiedenen Fledermausgruppen.
Embryonen helfen dabei, ein evolutionäres Rätsel zu lösen
Es war schon immer eine schwierige Aufgabe, die Geschichte der Echoortung von Fledermäusen aufzudecken. Es gibt mehr als 1.400 Fledermausarten, die etwa ein Viertel aller Säugetierarten auf der Erde ausmachen. Als solche kommen sie in a bemerkenswerte Reichweite .
Allerdings Fledermaus Fossilien sind besonders selten und fragmentiert. Den Wissenschaftlern fehlen die nötigen Exemplare, um die 65 Millionen Jahre alte Evolutionsgeschichte der Fledermäuse zu rekonstruieren.
Außerdem haben die genetischen Informationen der heutigen echolokalisierenden Fledermausarten wenig dazu beigetragen, zu verstehen, wie das sonarähnliche System tatsächlich funktioniert.
Wir haben einen anderen Ansatz gewählt. Anstatt uns auf Fledermausgene oder Fossilien zu konzentrieren, untersuchten wir die sehr frühe Entwicklung ihrer Ohr- und Rachenknochen.
Evolutionsstudien haben gezeigt, dass nicht alle Aspekte des Merkmals vollständig verloren gehen, wenn eine Artengruppe ein Merkmal verliert, das ihre Vorfahren besaßen. Vielmehr entwickelt sich das Merkmal oft schon in sehr frühen Lebensphasen, schreitet aber nicht voran.
Wenn also beim gemeinsamen Vorfahren aller Fledermäuse eine Echoortung vorhanden wäre, würden wir erwarten, dass moderne Flughunde in der Entwicklung ihrer Ohren und ihres Rachens gewisse Entwicklungsspuren davon aufweisen.
Unsere Forschungsgruppe, zu der Biologen der City University of Hong Kong, der University of Tokyo und der Vietnam Academy of Science and Technology gehörten, untersuchte Hunderte von Fledermausembryoproben aus der ganzen Welt.
Mit einem modernen bildgebenden Verfahren haben wir die Weichteilstruktur der Embryonen mikroskopisch detailliert digital rekonstruiert. Wir verglichen Flughunde mit echolokalisierenden Fledermäusen und auch nicht echolokalisierenden Säugetieren wie Mäusen.
Beeindruckende Ergebnisse
Unsere Analyse ergab, dass Flughunde in allen Aspekten ihrer frühen Ohrknochenentwicklung nicht von nicht echolokalisierenden Säugetieren zu unterscheiden waren.
Es gab auch keine ähnlichen Merkmale wie bei Fledermäusen, die über eine hochentwickelte Echoortungsfähigkeit verfügen. Mit anderen Worten: Es gab keine Hinweise darauf, dass Flughunde jemals in der Lage gewesen wären, Echoortungen durchzuführen.
Dies warf für uns mehrere Fragen auf. Bedeutet das, dass der gemeinsame Vorfahre aller Fledermäuse nicht über die Fähigkeiten zur Echoortung verfügte, die künftigen Fledermäusen geboten werden? Das ist eine Möglichkeit.
Alternativ könnte dieser gemeinsame Vorfahre nur eine sehr primitive Version der Echoortung gehabt haben. Wenn ja, sah und klang es möglicherweise auffallend anders als das, was wir in den heutigen hochentwickelten Echoortungsgeräten sehen.
Leider können wir nicht sicher wissen, was richtig ist. Pteropodiden verfügen über den unvollständigsten Fossilienbestand aller Fledermauslinien, daher können wir nicht untersuchen, wie sich ihre Ohrknochen im Laufe der Zeit verändert haben.
Bestätigung früherer Theorien
Unser Team entdeckte außerdem, dass die beiden Hauptgruppen hochentwickelter Fledermaus-Echolokalisatoren, Rhinolophoidea und Yangochiroptera, unterschiedliche Muster der Ohren- und Rachenentwicklung aufweisen. Dies deutet darauf hin, dass sie ihr Sonar unabhängig voneinander entwickelt haben.
Diese Schlussfolgerung passt auch zu den neuesten Erkenntnissen aus Genomsequenzierung von Fledermäusen , was darauf hindeutet, dass, wenn der Vorfahre aller Fledermäuse tatsächlich eine Echoortung durchführte, dies wahrscheinlich eine Art primitive Echoortung war – und nicht die geschickte Kehlkopf-Echoortung, die man bei modernen Fledermäusen findet.
Der nächste Schritt wird darin bestehen, Erkenntnisse aus der Entwicklungsanalyse mit Fledermaus zu kombinieren Genomische Daten .
Indem wir untersuchten, wie die hörbezogenen Gene von Fledermäusen während der frühen Entwicklung exprimiert werden, konnten wir herausfinden, ob Flughunde ein primitives Echoortungssystem, das bei einem Vorfahren vorhanden war, vollständig gelöscht haben oder ob es überhaupt jemals vorhanden war. 
Camilo Lopez-Aguirre , Doktorand, UNSW Und Laura A. B. Wilson , Alter Dozent, Australische Nationaluniversität .
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