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Die modernen Wale lassen sich anhand ihrer Anatomie eindeutig unterscheiden in die taxonomischen Unterordnungen Zahnwale (Odontoceti) und Bartenwale (Mysticeti), wobei erstere einzelne Beutetiere wie Fische, Tintenfische oder auch andere Meeressäuger mit ihren Zähnen greifen. Bartenwale hingegen filtern kleine Schwarmfische oder Krebstiere wie Krill in großen Mengen mit Hilfe ihrer Barten aus dem Wasser. Der urzeitliche Wal Aetiocetus weltoni konnte offenbar aus einem größeren Beutespektrum wählen, denn er verfügte über beide Mechanismen zur Nahrungsaufnahme — Zähne und Barten. Diese Entdeckung machten ein Biologe und ein Paläontologe aus Kalifornien bei der Untersuchung eines 25 Millionen Jahre alten Walschädels, den Studenten an der Küste von Oregon fanden.
Die Embryonen der heutigen Blau-, Buckel- und Grauwale lassen die Verwandtschaft zu Aetiocetus noch erahnen: im Mutterleib haben sie Zähne, werden dann aber zahnlos geboren und entwickeln stattdessen Barten, die ähnlich unseren Haaren und Fingernägeln aus Keratin bestehen und mit denen sie ihre Beute wie mit einem Sieb aus dem Wasser filtern.
In der neuen Studie untersuchten Eric Ekdale, Biologe an der San Diego State University und Hauptautor, und Thomas Deméré, Paläontologe am San Diego Natural History Museum, den urzeitlichen Walschädel aus dem Oligozän mittels hochauflösender Computertomographie und fanden neurovaskuläre Beweise dafür, dass Aetiocetus gleichzeitig Zähne und Barten besaß. Da Barten nur selten erhalten bleiben in Fossilien, setzten die Forscher auf digitale Rekonstruktion und suchten gezielt nach Hinweisen auf Nervenbahnen und Blutgefäße. Sie entdeckten Rillen und Löcher im oberen Teil des Mauls, die intern mit einem Gefäßkanal verbunden sind und die das gleiche Muster aufweisen wie die Blutgefäße, die bei modernen Bartenwalen zu den Barten führen. Laut der Autoren zeigt dies, dass die Blutversorgung der Zähne für eine neue Funktion genutzt wurde, um das Wachstum der Barten bei lebenden Bartenwalen zu unterstützen.
Zudem fanden sie auch separate Verbindungen zwischen dem großen inneren Kanal und kleineren Kanälen, die offenbar die oberen Zähne mit Blut versorgten, übereinstimmend mit der Blutversorgung der Zähne bei heute lebenden Zahnwalen wie Pottwalen, Schwertwalen, Schweinswalen, Delfinen und Landsäugetieren.
«Wir haben Beweise gefunden, die für ein gemeinsames Auftreten von Zähnen und Barten sprechen, was darauf hindeutet, dass der Übergang von Zähnen zu Barten schrittweise erfolgte, von nur Zähnen über Zähne und Barten bis hin zu nur Barten.»Dr. Eric Ekdale, Biologe an der San Diego State University
Umstellung der Ernährungsgewohnheiten
Heute gibt es vier lebende Familien von Bartenwalen: Glattwale, Grauwale, Furchenwale und Cetotheriidae, von denen allerdings nur eine Art, der Zwergglattwal, überlebt hat. Sie setzen ihre Barten bei der Nahrungssuche auf so unterschiedliche Weise ein, dass sie die verfügbaren Nahrungsressourcen unter sich aufteilen, statt um sie zu konkurrieren.
«Unsere Studie liefert greifbare fossile Beweise für eine bedeutende Verschiebung des Ernährungsverhaltens von einer räuberischen, fleischfressenden Ernährungsweise hin zu einer Massenfilterung zur Nahrungsbeschaffung bei den größten Tieren, die jemals in den Ozeanen der Erde gelebt haben», erklärt Ekdale. «Krill ist etwa ein Sechshundertstel so groß wie Blauwale. Das ist so, als würden wir Menschen nichts Größeres als Sesamkörner essen, die in einem Pool treiben.»
Obwohl das Maul von Aetiocetus ziemlich voll gewesen sein musste bei dem gleichzeitigen Vorhandensein von Zähnen und Barten, deutet die Position der Löcher daraufhin, dass es wohl nicht zu einer gegenseitigen Behinderung zwischen den beiden «Werkzeugen» kam. Dennoch rätseln einige Wissenschaftler, wie der Urzeit-Wal seine Beute effizient verarbeiten konnte.
In der Studie, die in der Fachzeitschrift Zoological Journal of the Linnean Society veröffentlicht wurde, kommt Thomas Deméré zu dem Schluss, dass eindeutig nachgewiesen werden konnte, dass die kleinen Löcher am Gaumen von Aetiocetus mit den Barten der Bartenwale verwandt sind, auch wenn sie oberflächlich betrachtet denen anderer Säugetiere ähneln.
Die Evolution der Wale vollzog sich über Hunderte Millionen Jahre. Ursprünglich an Land lebende Paarhufer begannen ihre Nahrung wegen des Dürre verursachenden Temperaturanstiegs im Eozän vor etwa 55,8 Millionen Jahren an den Küsten und im Meer zu suchen und stellten ihre Lebensweise vor etwa 53 Millionen Jahren ganz auf ein Leben im Ozean um. Heute gilt Indohyus als Verbindungsglied zwischen Landsäugetieren und Walen.
Julia Hager, PolarJournal
Link zur Studie: Eric G Ekdale, Thomas A Deméré, 2021. Neurovascular evidence for a co-occurrence of teeth and baleen in an Oligocene mysticete and the transition to filter-feeding in baleen whales. Zoological Journal of the Linnean Society, https://doi.org/10.1093/zoolinnean/zlab017