Ein drei Millionen altes Fossil enthüllt Geheimnisse der Entwicklungsgeschichte der Farben.
Manchester/Wien. Ob Rotfuchs oder Zebra, Schmetterling oder Salamander: Ein buntes Kleid lockt Partner an und hilft, Feinde zu täuschen. Farben spielen eine wichtige und vielfältige Rolle in der Evolution, manche Pigmente steuern sogar die Selektion des Lebens. Um die Entwicklungsgeschichte zu verstehen, gilt es herauszufinden, welche Schattierungen Tiere sich früher gaben. Waren sie bunter oder blasser? Wie haben sich Pigmente im Laufe der Jahrmillionen verändert?
Ein britisches Team der Universität Manchester vermeldet einen Durchbruch in der Erforschung der Farb-Evolution. In einer im Fachjournal "Nature Communications" veröffentlichten Studie haben die Forschenden die Zusammensetzung von Pigmenten in Maus-Fossilien mit bisher einzigartiger Präzision untersucht.
Braune, rote und gelbe Töne
Zum Hintergrund: Melanin ist das dominante Pigment in Tieren. In der Form von Eumelanin verleiht es Schwarz- und Braun-Nuancen, in der Form von Pheomelanin rötliche und gelbe Töne. Mit bisherigen Methoden ließ sich die Pigmentierung ausgestorbener Tiere aber nur teilbestimmen.
Nur die chemischen Spuren des über die Jahrmillionen stabilen Eumelanin ließen sich in Fossilien nachweisen - etwa als dunkle und helle Muster in den Federkleidern der ersten Vögel. Von Archaeopteryx, der Übergangsform zwischen Dinosauriern und Vögeln, ist daher nur bekannt, dass er ein hell-dunkel-gemustertes Federkleid hatte. Welche Nuancen zwischen den Mustern lagen, wusste man nicht. Die Spuren des chemisch wenig stabilen Pheomelanin ließen sich mit den bisherigen Methoden kaum aufspüren.
Mit Röntgen-Spektroskopien und neuen bildgebenden Verfahren konnte das Team um den Paläontologen Phil Manning diese flüchtigen Elemente erstmals festmachen. Konkret wurden Fossilien von Mäusen, die vor drei Millionen Jahren im deutschen Willershausen lebten, intensiv geröntgt, um die chemischen Signaturen von Pheomelanin aufzuspüren. Die Röntgenstrahlen wechselwirkten mit Spurenmetallen im Pigment, wodurch der rote Stoff im Fell im Detail sichtbar wurde.
"Wir wollten uns die komplexen chemischen Archive von Fossilien erschließen und haben sehr viel über die Chemie der Pigmentierung gelernt", so Manning in einer Aussendung seiner Universität. Die ausgestorbenen Kreaturen benannten er und seine Kollegen "Großmächtige Maus". Das außergewöhnlich gut erhaltene Fossil habe eine große Ähnlichkeit mit heutigen Feldmäusen.
"Fossilien enthalten einen enormen Informationsreichtum über die Entwicklung des Lebens", betont Manning. "Die neuen Techniken gewähren tiefe Einblicke in die chemische Geschichte von Organismen und die Erhaltungsprozesse von Gewebe in Fossilien. Früher konnten wir nur simple Mineralien anschauen, heute sehen wir so etwas wie die biochemischen Geister längst ausgestorbener Arten."
"Großmächtige Maus"
Das Team aus Manchester kooperierte mit dem Synchatron Radiation Lightsource an der US-Universität Stanford. Dieser Beschleuniger jagt Elektronen in Fast-Lichtgeschwindigkeit um einen Ring. Dabei wird ein extrem helles Licht erzeugt, mit dem sich Materie von Atom- bis Objektgröße bis ins Detail erforschen lässt. Die Wechselwirkung der Lichtteilchen mit den chemischen Eigenschaften von Objekten ermöglicht eine exakte Bestimmung ihrer Eigenschaften.
Die Forschenden verglichen die Spurenmetalle im fossilen Fell mit Daten zu lebenden Mäusen. Sie stellten fest, dass die Spurenmetalle im fossilen Mausfell auf genau dieselbe Art und Weise an organische Chemikalien binden wie in lebenden Tieren mit hohen Rot-Komponenten im Gewebe. Den Analysen zufolge hatte die Großmächtige Maus also ein rotbräunliches Fell - und wie die Forscher meinen "einen kleinen, weißen Bauch".