Das moderne Säugetiergehör mit Trommelfell und kleinen Gehörknöchelchen erlaubt das Hören eines breiten Frequenz‑ und Lautstärkebereichs. Diese akustische Sensitivität dürfte frühen, überwiegend nachtaktiven Vorfahren geholfen haben, neben den Dinosauriern zu überleben.
Ein Team von Paläontologen an der University of Chicago nutzte hochauflösende CT‑Scans und ingenieurwissenschaftliche Simulationen, um die Hörfähigkeit früher säugetierähnlicher Vorfahren zu testen. Sie untersuchten Thrinaxodon liorhinus, einen 250 Millionen Jahre alten Cynodonten; das Exemplar stammt aus dem Museum of Paleontology an der University of California, Berkeley und wurde im UChicagos PaleoCT Laboratory gescannt. Aus den Scans entstand ein präzises 3D‑Modell von Schädel und Kiefer, das in der Software Strand7 einer Finite‑Elemente‑Analyse unterzogen wurde.
Die Forschenden übernahmen Materialeigenschaften lebender Tiere, etwa Knochendicke, Dichte und Elastizität, und simulierten verschiedene Schalldrücke und Frequenzen. Die Modelle zeigen, dass eine Membran in einer Kieferkrümmung geeignete Schwingungen erzeugt hätte, um die Gehörknöchelchen zu bewegen und die Hörnerven zu stimulieren. Demzufolge wäre Hören über ein Trommelfell wirkungsvoller gewesen als reiner Knochenleiterreiz oder Kieferhören, auch wenn letzteres wahrscheinlich weiterhin eine Rolle spielte. Thrinaxodon und andere frühe Cynodonten hatten bereits Zwischenmerkmale zwischen Reptilien und Säugetieren, und die Ohrknochen trennten sich später zu einem eigenständigen Mittelohr.
Die Idee einer Kiefermembran wurde vor rund 50 Jahren vorgeschlagen; moderne Bildgebung und Rechenmethoden erlaubten nun einen Test dieser Hypothese. Die Studie wurde in PNAS veröffentlicht und von UChicago, den National Institutes of Health und der National Science Foundation gefördert.
Schwierige Wörter
- gehörknöchelchen — kleine Knochen im Ohr, die Schwingungen weiterleiten
- sensitivität — Fähigkeit, leise oder hohe Töne wahrzunehmen
- paläontologe — Wissenschaftler, die fossile Überreste untersuchenPaläontologen
- finite-elemente-analyse — Rechenmethode zur Berechnung von MaterialreaktionenFinite‑Elemente‑Analyse
- schalldruck — Kraft der Schallwellen auf eine FlächeSchalldrücke
- knochenleiterreiz — Schallübertragung durch Vibration des Knochens
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Diskussionsfragen
- Warum könnten nachtaktive Lebensweisen die Entwicklung eines empfindlicheren Gehörs begünstigt haben? Nenne zwei Gründe.
- Welche Vorteile hätte ein Trommelfell gegenüber Kieferhören für frühe Säugetiervorfahren gehabt?
- Welche Bedeutung haben moderne Bildgebung und Simulationen für das Testen alter Hypothesen in der Paläontologie?
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