Neue Erkenntnisse über pleistozänes Aussterbeereignis angesichts möglicher Entdeckung einer neuen Pferdegattung

Das sogenannte „Haringtonhippus“ stellt möglicherweise eine neue Pferdegattung dar, unter der die ausgestorbenen „New World Stilt-legged horses“ (NWSL) zusammenzufassen sind, die bislang als verschiedene Arten galten. Vor dieser Studie wurde angenommen, dass diese schmalgliedrigen, leicht gebauten Pferde mit dem Asiatischen Esel (Onager) verwandt waren oder schlicht eine eigene Art innerhalb der Gattung Equus, die alle heutigen Pferde-, Esel- und Zebraarten umfasst, darstellten. Die dokumentierten Fossilfunde belegen, wie sich die Vorfahren dieser Tiere über einen Zeitraum von rund 55 Millionen Jahren von hundegroßen, dreizehigen Blattfressern zu größeren, einzehigen Grasfressern entwickelt haben. Im Verlauf dieser Evolution starben viele Arten aus.

Das gegenwärtige auf mitochondrialer DNA (mtDNA) basierende phylogenetische Modell lässt darauf schließen, dass die morphologischen Entwicklungen des „stilt-legged horse“ in der Alten Welt und in der Neuen Welt unabhängig voneinander stattfanden. Es wird vermutet, dass sich die beiden Gruppen aufgrund der notwendigen Anpassung an trockene Klimaverhältnisse und Lebensräume angenähert haben könnten. Die Forscher, die unter anderem im Rahmen des Projekts PEGASUS von der EU unterstützt werden, betonen jedoch, dass sich diese Theorie auf zwei fragwürdige Quellen stützt: einerseits auf einen unzuverlässigen Datentyp und andererseits auf unvollständige oder anderweitig problematische mitochondriale Genomsequenzen.

In ihrem kürzlich veröffentlichten Forschungsbericht „A new genus of horse from Pleistocene North America“ erläutern die Forscher, wie sie anhand ihres phylogenetischen Rahmens und Vergleichen zwischen Individuen, die paläogenomisch und/oder morphologisch identifiziert wurden, die Taxonomie der NWSL-Equiden im mittleren und späten Pleistozän zu bestimmen versuchten.

Ein diffuses Bild

Die Familie der Pferde ist durch Fossilfunde nachweislich dokumentiert, doch die Geschichte der jüngeren Zeit, d. h. des Zeitalters von vor rund 2,5 Millionen Jahren, ist ein wenig diffuser. Die Rede ist vom Pleistozän, und noch ist unklar, in welchem Verhältnis die Pferde dieses Zeitalters zueinander stehen. Dieser reiche Fossilienfundus sei, so die Forscher, mit dem Nachteil verbunden, dass viele zweifelhafte Fossiltaxa der Equiden aufgestellt wurden – ein Problem, das innerhalb der Gattung des pleistozänen Equus in Nordamerika besonders gravierend sei.

Man unterscheidet sie in zwei verschiedene Gruppen – „stout-legged horses“ (dickbeinige Pferde) und „stilt-legged horses“ (schlankbeinige Pferde) – die beide zum Ende des Zeitalters in Nordamerika ausstarben. Aufgrund ihrer Anatomie vermuten viele Wissenschaftler, dass „stilt-legged horses“ am engsten mit den heutigen in Asien vorkommenden Eseln verwandt sind. Andere Studien, in denen alte DNA untersucht wurde, deuten hingegen darauf hin, dass die „stilt-legged horses“ enger mit den „stout-legged horses“ verwandt waren.

Ein differenzierteres Verständnis der Evolution und des Aussterbens in diesem Zeitalter

Zwischen den Aussterberaten der NWSL-Equiden nördlich und südlich der kontinentalen Eisschilde scheint eine Diskrepanz zu bestehen. Dies lässt den Forschern zufolge darauf schließen, dass ihre Populationen auf demografische Belastungen in unterschiedlichen Teilen ihres Verbreitungsgebiets verschieden reagierten – eine Vermutung, die sich mit den Ergebnissen über andere Megafauna deckt. Um diese Hypothese zu überprüfen, analysiert das Team 26 vollständige mitochondriale Genome und 17 partiell nukleäre Genome von NWSL-Equiden des späten Pleistozäns.

„Dabei zeigte sich, dass sowohl Individuen aus dem östlichen Beringien als auch aus dem südlichen Teil Nordamerikas eine einzelne, gut gestützte Gruppe bilden, die außerhalb der Vielfalt der Gattung Equus steht und sich im Verlauf des obersten Miozäns oder des Frühpliozäns von der zum Equus führenden Linie abzweigte“, erklären die Forscher. Dies begründe den Schluss, dass NWSL-Equide als eigene Gattung anzuerkennen seien, die von den Forschern „Haringtonhippus“ genannt wird.

Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass Populationen des schlankbeinigen Haringtonhippus sowie des dickbeinigen caballinen Pferds bis in das späte Pleistozän sowohl nördlich als auch südlich der kontinentalen Eisschilde sympatrisch vorkamen und etwa um dieselbe Zeit ausstarben. Das beinahe gleichzeitige Aussterben beider Pferdegruppen in ihrem gesamten Verbreitungsgebiet in Nordamerika lässt vermuten, dass möglicherweise ähnliche Wirkungsmechanismen zu ihrem Verschwinden geführt haben.

Hochgradige Konvergenz richtig verstehen

Das Nachvollziehen der Morphologie kann sich komplex gestalten: Der vorliegende Fall verdeutlicht ein wiederkehrendes Problem in der systematischen Biologie, nämlich die Frage, wie sich tatsächliche Beziehungen innerhalb verschiedener Gruppen (z. B. der neogenen Equiden), welche für die von den Forschern sogenannte „hochgradige Konvergenz“ anfällig waren, am besten unterscheiden lassen. Die von den Forschern in ihrer Publikation vorgestellte Lösung stützte sich sowohl auf paläogenomische als auch morphometrische Informationen, um die Stellung des Haringtonhippus neu zu definieren, das sich den Forschern zufolge nun eindeutig als nächstverwandte bekannte Außengruppe aller heutigen Equiden herausgestellt hat.

Proteine bleiben möglicherweise erheblich länger erhalten als alte DNA, und bei der Charakterisierung von Affinitäten könnte gerade die kollagenbasierte Proteomik eine Schlüsselrolle spielen. „Ein wechselseitig informativer Ansatz wie der hier gewählte ist ausgesprochen aussichtsreich, wenn es darum geht, das systematische Rauschen aufgrund von „Oversplitting“ einzuschränken, das unser Verständnis der evolutionären Biologie anderer wichtiger Megafaunagruppen des späten Pleistozäns, wie Bisons und Mammuts, erschwert“, so die Forscher.

Die 5 500 Jahre zurückreichende Geschichte der Domestikation und Haltung von Pferden, durch die aus der natürlichen evolutionären Zeitschiene der Wildpferde die 625 heute lebenden Hauspferderassen entstanden, lässt sich nur schwer allein aus archäologischen, historischen und modernen genetischen Daten rekonstruieren. Das Projekt PEGASUS (The makeup of the modern horse: a history of the biological changes introduced by human management) nahm sich vor, auf der Grundlage der jüngsten Fortschritte im Bereich der Analyse alter DNA-Moleküle neue genomische, epigenomische und metagonomische Informationen über urzeitliche Pferde zu gewinnen.

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