Vor 550 Millionen Jahren kommt Bewegung in den Lebensraum Wasser: Es entwickeln sich explosionsartig viele verschiedene und zunehmend komplexer gebaute Lebewesen, etwa Krebstiere, Schnecken und Muscheln. Bald tummeln sich auch die ersten fischartigen Lebewesen im Meer. Ihnen fehlten zwar noch Schädel, Kiefer und Skelett, aber sie zeigen eine andere Innovation der Evolution: die Chorda, Vorläuferin unserer Wirbelsäule. Sie dient als feste und doch bewegliche Aufhängung für die Muskulatur. Mit ihrer Hilfe können die noch flossenlosen Fische durch Schlängelbewegungen im Wasser schneller vorankommen. Ein großer Vorteil bei der Flucht vor Fressfeinden oder bei der Nahrungssuche. Im Laufe der Evolution entstanden dann flossenartige Gebilde zur Fortbewegung, die den Fischen besseres Manövrieren erlaubten. Wissenschaftler vermuten, dass die heutigen Fischflossen einst lange Hautfalten waren, die an beiden Seiten des Fischkörpers saßen und sich mit der Zeit zu zwei Lappenpaaren umformten, die modernen Brust- und Bauchflossen. Aus diesen Flossenpaaren bildeten sich später unsere Gliedmaßen, Arme und Beine. Auch während der menschlichen Entwicklung durchläuft der Embryo ein fischähnliches Stadium: unsere Extremitäten sind zunächst nichts anderes als zwei winzige halbrunde Lappen an den Körperseiten.

Pikaia (Quelle: SWR - Screenshot aus der Sendung)Vorläufer der Fische – Pikaia, gut 500 Mio. Jahre alt (Rekonstruktion)

 

Von der Chorda zur Wirbelsäule

Pikaia zählt zu den ältesten bekannten Organismen, deren fossile Reste einen Vorläufer des Rückgrats zeigen. Pikaia lebte vor rund 500 Millionen Jahren im Meer und ist heute ausgestorben. Diese Wesen, die äußerlich an eine Mischung aus Fisch und Wurm erinnerten, besaßen einen biegsamen und zugleich stabilen Achsenstab im Rücken, die Chorda. Auch hatten sie eine segmentierte Muskulatur, und bereits eine zweiseitige Körpergestalt mit einem Kopf und einem Schwanz. Damit steht Pikaia anatomisch gesehen den Wirbeltieren sehr nahe. Mit Pikaia verwandt ist das heute noch lebende Lanzettfischchen (Branchiostoma). Neben der Chorda verfügen Lanzettfischchen über eine Mundöffnung und einen Darm, ein Nervensystem und einen geschlossenen Blutkreislauf sowie einen Vorläufer der Leber und der Nieren – alles Merkmale, die auch den menschlichen Körper ausmachen. Bereits bei der Embryonalentwicklung des Menschen sind die Gemeinsamkeiten mit dem Lanzettfischchen zu erkennen: Etwa in der 4. Woche wird im Rücken des Embryos ein knorpelartiges Rohr sichtbar, die Chorda. Sie legt den Grundstein für Rückenmark und Wirbelsäule, bildet sich in der weiteren Entwicklung aber stark zurück. Reste der Chorda bleiben als gallertartige Masse zwischen den Wirbeln erhalten und verleihen den Bandscheiben ihre Elastizität.

Evolution mit Biss: Die Entwicklung von Kiefern und Zähnen

Schon Lanzettfischchen besitzen, wie die meisten Wasserwesen, Kiemen zur Atmung. Sie liegen beidseitig direkt hinter der Mundöffnung in den Kiemenbögen. Den Kiemenbögen verdanken die Fische, und letztendlich auch wir, einen Kiefer. Zunächst entstand ein knorpeliger Schädel in den Nachfahren des Modells “Pikaia”. Später faltete sich im Laufe der Evolution der erste Kiemenbogen auf jeder Seite des Kopfes nach vorne und umgab den Mund, dessen Öffnung somit beweglich wurde. Mit Hilfe des Kiefers konnten die Fische ihren Mund öffnen oder schließen, ein Vorteil, wenn es darum ging, potentielle Beute festzuhalten oder nach Rivalen zu schnappen.

Kiefertragende Fische gibt es bis heute in zwei Varianten: Knorpelfische, deren Skelett aus Knorpel besteht, sowie Knochenfische mit einem stabileren, knöchernen Skelett. Zum Modell „Knorpelfisch“ gehören die Haie, die zu den ältesten noch lebenden Wirbeltiergruppen zählen. Unter den Knochenfischen findet man auch die Muskelflosser, die zum Stammbaum des Menschen zählen.

Doch was wäre ein Kiefer ohne Zähne? Sie entstanden bei den Knorpelfischen aus schuppenartigen Hautfortsätzen, die den ganzen Körper bedeckten und sich am Kieferrand zu Zähnen umbildeten. Dieser primitive Zahntyp ist noch heute bei Haien zu finden, ihre Zähne sind ohne Wurzel und wachsen zeitlebens immer wieder nach. Aber auch die Zähne aller anderen Fische und Wirbeltiere gehen auf das Prinzip der Haizähne zurück, haben aber im Laufe der Evolution ihre Form verändert und sich an spezielle Aufgaben angepasst.

Hai (Quelle: SWR - Screenshot aus der Sendung)Haie haben sich im Laufe der Evolution kaum verändert.

 

Kiemen wie ein Fisch

Den Kiemenbögen der Fische kommt in der Entwicklungsgeschichte des Menschen eine bedeutende Rolle zu. Ohne die evolutionären Umbaumaßnahmen an den Kiemenbögen würden uns wichtige Organe fehlen. Aus ihnen formten sich Ober- und Unterkiefer, Teile von Gaumen und Zunge, Rachen und Kehlkopf, die Gesichtsmuskulatur sowie die Gehörknöchelchen. Was in der Evolution über einen Zeitraum von Millionen Jahren geschah, kann man heute noch immer in den wenigen Wochen der menschlichen Embryonalentwicklung mitverfolgen: Nachdem sich die Zellkugel zu einem Rohr gestreckt hat, krümmt sich das vordere Ende zu einem Frühstadium des Kopfes. An ihm bilden sich vier Verdickungen, die Kiemenbögen. Aus ihnen entstehen unter anderem Kiefer und Kaumuskulatur sowie die knöcherne Struktur des Innenohrs.

Susanne Wagner

Quelle:

http://www.planet-schule.de/wissenspool/experiment-verwandtschaft/inhalt/hintergrund/hintergrund-vom-einzeller-zum-wirbeltier/der-fisch-im-mensch.html

 

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