Fünfgliedrigkeit

Hallo,
ich war am Samstag eben noch schnell in der (sehr gut gemacht gewesenen) Dinosaurierausstellung des Senckenbergmuseums in Frankfurt. Und da kommt man schon so manchmal ins Sinnieren. Frage: Warum eigentlich waren all diese Tiere (immerhin hunderte von Millionen Jahren alt), wie die heutigen auch, und der Mensch auch, an Zehen und Fingern fünfgliedrig? Vier ginge doch auch, oder sechs?

Danke f Hinweise Antal

[MOD: Tippfehler im Titel korrigiert wegen Archivtauglichkeit]

Hallo,

ich kann zwei verschiedene Fragen herauslesen:

  1. Warum haben Sauier den gleichen Grundaufbau der Extremitäten wie wir heute auch? und
  2. Warum gerade 5 Finger?

zu 1) Als die ersten Landwirbeltiere entstanden sind (lange vor den Dinos), haben sich diese grundlegenden Strukturen wie zB. 2 Paare Extremitäten, Schädel, Finger bzw. Zehen, Rippen, aber auch zB. Zähne und sie Strukturen und Fnktionsweisen der Augen und inneren Organe (insbs. Gehirn, Lunge, Nieren). Alle Nachfahren haben diesen „Grundbauplan“ übernommen und ihn mehr oder weniger leicht abgewandelt (so haben auch Huftiere zunächst 5-fingrige Extremitäten, wobei die „Finger“ dann aber verwachsen und eine paarige bzw. unpaarige Hufanlage bilden). Die Evolution ist sehr konservativ: Was funktionier wird beibehalten, und auf bestehenden Strukturen wird weiter aufgebaut. Dadurch können mit der Zeit durch neue Anforderungen ganz andere Gestalten herauskommen, aber all diese neuen Gestalungen werden von Bestehendem abgewandelt. Die Huftiere waren schon ein Beispiel. Wale sind ein noch extremeres Beispiel von ehemaligen Landwirbeltieren, die wieder zurüch ins Wasser sind. In ihren Flossen verstecken sich noch immer die Reste der Landwirbeltier-typischen 5-fingrigen Extremitäten. Bei Vögeln, die auch von Landwirbeltieren abstammen, sieht man radikale Umbildungen; mithilfe von Fossilien und Vogelembryos kann man noch so ungefähr nachvollziehen, wie sie aus den 5-fingrigen Extremitäten die Flügelknochen und die Vogelfüße gebildet haben. Durch den Wechsel vom Land ins Wasser bzw. in die Luft gab es ganz andere Anforderungen an die Extremitäten, und hier haben sich die Formen gewandelt (sie sind nicht ersetzt, sondern „nur“ umgebaut worden!). Für die Landlebenden Wirbeltiere haben sich die Anforderungen nicht (wesentlich) verändert, also sind die Strukturen auch (im Wesentlichen) gleich geblieben.

zu 2) Keine Ahnung. Im Allgemeinen wird so argumentiert, dass die erfolgreichen Exemplare der Landwirbeltier-Vorfahren wahrscheinlich zufällig fünfzählige Anlagen hatten. Es hätten genausogut 3, 4 oder 6 sein können, aber die gab es zufällig nicht oder sie haben sich nicht durchgesetzt. Das ist dann etwa so wie bei Autos, wo eben zunächst Verbrennungsmotoren verbaut wurden (obwohl da schon die Idee von Elektroantrieben bestand!), woraus sich große Firmen entwickelt haben, so dass der Markt besetzt war. Hier war ein bekannter Grund, dass es damals keine brauchbaren Batterien gab, aber selbst, als es sie dann gab, hatten Atos eben Verbrennungsmotoren.

VG
Jochen

Hallo alle zusammen!

Da Jochen das schon erklärte, brauch ich nur noch ein paar Ergänzungen vornehmen:

zu 1) die Zehen der Huftiere sind nicht seitlich verwachsen, sondern Zehenstrahlen sind reduziert worden.

zu 2) die Vorläufer der Tetrapoden hatten ursprünglich 7 und 8 Zehen. Übrig geblieben sind davon im Grundbauplan der Tetrapoden dann nur noch 5, da diese offensichtlich für das Leben ausreichten (wo das nicht der Fall war, wurden die Strahlen dann sekundär wieder vermehrt).
Die Zahl 5 scheint also der Kompromiß zu sein zwischen der möglichen vorhandenen Anzahl (8) und dem Bestreben, überflüssige Teile zu reduzieren.

Im übrigen hatten längst nicht alle Dinosaurier 5 Zehen (und 5 Finger).

Grüße
Peter

2 Like

o.T.
Hallo,

Das ist dann
etwa so wie bei Autos, wo eben zunächst Verbrennungsmotoren
verbaut wurden (obwohl da schon die Idee von Elektroantrieben
bestand!), woraus sich große Firmen entwickelt haben, so dass
der Markt besetzt war.

das ist nicht richtig. In der Anfangszeit der Automobile gab es mehr Elektroautos als solche mit Verbrennungsmotor. Tatsächlich existierten E-Autos vor den Benzinautos. Nachdem aber die Verbrennungsmotoren schneller Fortschritte machten als die Batterietechnik verlor der E-Antrieb an Boden.

Gruß, Niels

Im übrigen hatten längst nicht alle Dinosaurier 5 Zehen (und
5 Finger).

Ach, ist ja interessant, Peter.

Welche waren das und wie viele Finger/Zehen hatten die dann? Wenn weniger, waren da noch Rudimente zu den 5 vorhanden oder echt nur (sagen wir) drei vorhanden.

Gruß Antal

Hallo,

Frage: Warum eigentlich waren all diese Tiere (immerhin
hunderte von Millionen Jahren alt), wie die heutigen auch, und
der Mensch auch, an Zehen und Fingern fünfgliedrig?

waren sie nicht. Es gab durchaus viele Raubsaurier mit nur 3 Zehen und 2 - 3 Fingern (man denke an T. rex).

Vier ginge
doch auch, oder sechs?

ich habe (auch in einer Ausstellung) folgende Erklärung mitgenommen: Der Übergang vom Wasser- zum Landleben vollzog sich mehrfach, das lässt sich durch Fossilienbeweise belegen. Dabei entstanden zunächst unabhängig voneinander Übergangsformen mit 5-gliedrigen Extremitäten, als auch mit deutlich höheren Gliederzahlen (ich glaube 8?).

Letztlich hat sich vermutlich die Übergangsform mit 5 Zehen durchgesetzt und ist somit der Urahn aller heute lebenden Landwirbeltiere, deshalb ist 5 die häufigste Gliederzahl. Alle Abweichungen bei heutigen Wirbeltieren resultieren auf einer späteren Reduktion/Modifikation des ursprünglich 5-gliedrigen Grundbauplans.

Gruß, Jesse

Hallo!

Im übrigen hatten längst nicht alle Dinosaurier 5 Zehen (und
5 Finger).

Ach, ist ja interessant, Peter.

Welche waren das und wie viele Finger/Zehen hatten die dann?
Wenn weniger, waren da noch Rudimente zu den 5 vorhanden oder
echt nur (sagen wir) drei vorhanden.

Ein sehr prominentes Beispiel dazu ist Tyrannosaurus rex mit zwei bzw. drei Fingern (s. http://de.wikipedia.org/wiki/Tyrannosaurus#Merkmale)

Michael

Ein sehr prominentes Beispiel dazu ist Tyrannosaurus rex mit
zwei bzw. drei Fingern (s.
http://de.wikipedia.org/wiki/Tyrannosaurus#Merkmale)

Danke Michael, für diesen interessanten Hinweis.
Aber auch diese Wikipedia sagt nichts expressies verbis, daß diese Thyrannosaurus schon von der Anlage her nur und nur zwei oder drei Finger hatten. Oder ob die Restzahl zu FÜNF verkümmert, zurückgebioldet war oder sonstsowas.

Gruß Antal

Hallo!

Aber auch diese Wikipedia sagt nichts expressies verbis, daß
diese Thyrannosaurus schon von der Anlage her nur und nur zwei
oder drei Finger hatten. Oder ob die Restzahl zu FÜNF
verkümmert, zurückgebioldet war oder sonstsowas.

Dort steht: „Lange wurde angenommen, dass die Arme lediglich zwei Finger besaßen – in einem noch nicht veröffentlichten Bericht wird allerdings ein dritter, rudimentärer Finger beschrieben.“

Wenn es also stimmt, dass es drei waren, dann war einer davon nur rudimentär vorhanden. Da es bestimmt nicht mehr als drei Finger waren, waren die anderen beiden wohl offensichtlich zurückgebildet.

Michael

Hallo Antal,

Welche waren das und wie viele Finger/Zehen hatten die dann?

Das gab es in verschiedensten Dinosaurier-Gruppen und auch die Zahl der Zehen war bei den einzelnen unterschiedlich. Als Beispiel möchte ich nur die Theropoden und Ornithopoden anführen, die infolge der Bipedie die Reduktion der Zehen stark vorantrieben: die meisten Theropoden und Ornithopoden hatten nur noch drei Zehen. Bei den Theropoden wurde darüberhinaus auch die Fingerzahl reduziert: im Extremfall nur mehr ein Finger.

Wenn weniger, waren da noch Rudimente zu den 5 vorhanden oder
echt nur (sagen wir) drei vorhanden.

Auch das gab es von Art zu Art unterschiedlich in jeder Ausprägung.
Es gab solche, bei denen die Zehen nur etwas unterschiedlich stark in der Entwicklung waren (wo man noch nicht von reduziert sprechen kann), aber auch solche, wo Zehen vollkommen verkümmert bis vollständig fehlend waren.

Grüße
Peter

Hallo Michael

Unter den Dinosauria ist die Reduktion der ursprünglichen Pentadigitalie tatsächlich ein diagnostisches Merkmal. Bereits die basalen Dinosaurier (Plateosaurus) besitzen die verkümmerte 5. Zehe. Die weitere Reduktion geht in Richtung Reduktion von Finger 1 und 5. Unter den Theropoda findet eine weitere Reduktion in Richtung 1 Digit (Terzinosaurus: Maniraptora) statt. Tatsächlich sind unter den Tyrannosauriern (Tyrannosauridae:Coleurosauria, Zuordnung nach Rauhut 2003) Arten mit zwei und drei Fingern bekannt (Benton 2007: Paläontologie der Wirbeltiere), über Tyrannosaurus rex kenne ich aber keinen solchen Bericht. Mich würde aber nicht der Fund eines (zumindest) Jungtieres überraschen, da auch Vögel (nach Feduccia) embryonal deutlich 5 Finger anlegen, die später Anlage 1 und 5 resorbieren (nach derzeit gängiger These ist allerdings der Ursprung eher bei den Dromaeosauria:Maniraptora, eine Schwestergruppe zu den Coleurosauriern, zu suchen). Beim ausgewachsenen Tier (Huhn) findet man lediglich die (bei Dinosauriern allgemein üblichen) Finger 2, 3 und 4 (http://8e.devbio.com/article.php?ch=16&id=161).

Gruß
Andreas

Hallo Andreas,

neuerdings wurde sogar vorgeschlagen, die Finger der Theropoden in 2-3-4 umzubenennen, da ein Fund, der Limusaurus inextricabilis, darauf hindeutete. Ob es sich bei diesem Skelett tatsächlich um eine Vorform der Vogelhand handelte, oder ob es nur ein weiteres Puzzlestück in der Vielfalt der Evolution der Dino-Hand ist, bleibt der zukünftigen Forschung überlassen; ich wollte es an dieser Stelle aber nicht unerwähnt lassen.

Grüße
Peter

Hallo Peter

Vielen Dank für den Hinweis! das klingt sehr spannend, ich werd mir am Wochenende das Paper besorgen!

Viele Grüße
Andreas

Mich würde aber nicht der Fund eines (zumindest) Jungtieres überraschen, da auch Vögel (nach Feduccia) embryonal deutlich 5 Finger anlegen,

Ja, Andreas,

das war ja auch der Grund meiner ursprünglichen Anfrage. Ich hatte den Eindruck, jeder beginnt zunächst mal mit fünf Fingern. Daß die dann während der weiteren Entwicklung früher oder später (wie Du schreibst bei Vögeln noch im embryonalen Zustand wieder resorbiert werden), oder wie bei Huftieren durch verschmelzen nach außen nicht mehr auftauchen, tut da nichts zur Sache.

Angefangen wird mit fünfen!

Im Übrigen wundert mich noch ein Weiteres. Normalerweise entwickelt doch die Natur sehr in sinnvoller Richtung, und die Reduzierung der Finger an einer Hand finde ich als unglaublich hinderlich. Finger kann man „nicht genug“ haben. Jedenfalls gilt das für mich.

Hingegen wäre eine Reduzierung z.B. der Zehen weitgehend unproblematisch(auch für mich), denn meine fünf Zehen sind doch heute schon inaktiv: Eingefaßt in Socken, verborgen in Schuhen, und was machts: Nichts.

Die gleiche Logik gilt doch auch für einen Saurier, oder?

Übrigens, entschuldige, daß ich mich auf Deine hochinteressante Ausführung hin erst jetzt rühre, war ein paar Tage verreist.

gruß Antal

Hallo zurück, Antal,

Normalerweise
entwickelt doch die Natur sehr in sinnvoller Richtung

Da stimme ich dir bei.

und die
Reduzierung der Finger an einer Hand finde ich als unglaublich
hinderlich. Finger kann man „nicht genug“ haben.

Kennst du den Ausspruch „andere Länder - andere Sitten“ ?
Wenn die Finger zu nichts weiter mehr gebraucht werden, dann werden sie eben reduziert; so, wie alles reduziert wird, was nicht gebraucht wird. Nur weil du vielleicht mit sechs Fingern besser dran wärst, muß das ja nicht gleich für alle Arten gelten.

Jedenfalls
gilt das für mich.

Das ist ja gerade dein Fehlschluß.

Die gleiche Logik gilt doch auch für einen Saurier, oder?

Nein, eben nicht (s.o.).

Übrigens, entschuldige, daß ich mich auf Deine
hochinteressante Ausführung hin erst jetzt rühre, war ein paar
Tage verreist.

Macht doch nix.

Grüße
Peter