Dr. Serjoscha Evers vom Departement für Geowissenschaften der Universität Freiburg erhielt einen Ambizione-Beitrag des SNF für seine bahnbrechenden Forschungsarbeiten zu den "Macroevolutionary Patterns of Shape Evolution in Turtles", ein Projekt, das bis 2025 laufen wird. 

In diesem ehrgeizigen Projekt - das einem Ambizione Stipendium alle Ehre macht - nutzt Dr. Evers seinen Hintergrund als Paläobiologe, um die Evolution von Panzerschildkröten im Laufe der Zeit und makroevolutionäre Ereignisse (wie das Massenaussterben am Ende der Kreidezeit, das 75 % des pflanzlichen und tierischen Lebens auf der Erde auslöschte) zu untersuchen. 

Während sich die Evolutionsgeschichte der Arten in der Regel auf die Untersuchung der morphologischen Veränderungen eines einzelnen Körperteils verschiedener Gruppen stützt, wie z. B. des Schädels von Vögeln oder Säugetieren, weist Dr. Evers zu Recht darauf hin, dass sich der Körperteil eines Tieres nicht im luftleeren Raum entwickelt, sondern von den Veränderungen abhängt, die an anderen Stellen der Anatomie stattfinden. Da beispielsweise die Entwicklung der Gliedmaßen eines Tieres den Wechsel von einem aquatischen zu einem terrestrischen Lebensraum ermöglichen kann, wird diese Umweltveränderung wahrscheinlich auch dazu führen, dass das Tier seine Ernährung ändert, was wiederum eine Veränderung der Kieferknochen zur Folge hat. 

Dr. Evers begnügt sich nicht damit, eine solch neuartige Idee vorzuschlagen, sondern nutzt auch verschiedene Datensätze, die normalerweise nicht zusammengeführt werden, um ein einziges "Gesamtbild" der makroevolutionären Muster zu erhalten: Er untersucht sowohl Schildkröten, die als Fossilien vorkommen (ca. 20 Arten), als auch solche, die noch existieren (ca. 100 Arten). Er untersucht die fossilen Schildkröten (ca. 20 Arten) und die noch lebenden (ca. 100 Arten) und wird die Verwandtschaft und die Evolution zwischen den verschiedenen Schildkrötenarten (Phylogenie) nicht nur durch die Analyse von DNA-Proben bestimmen, die traditionelle Methode, mit der ihr eigenen bekannten Problemen, sondern auch durch eine Untersuchung der Form der Schildkröten mit Hilfe eines hochmodernen CT-Scans, wie er hier zu sehen ist (links).

Warum Schildkröten, fragen Sie? Weil sie sich als logische Wahl für eine solche übergreifende Studie anbieten, vor allem aufgrund ihrer extrem langen Evolutionsgeschichte und der Tatsache, dass sie häufig als Fossilien vorkommen, was sich zumindest teilweise durch ihre harten Schutzpanzer erklären lässt. Dies mag auch ein Grund dafür sein, dass sich Schildkröten im Vergleich zu anderen Tierklassen sehr konservativ entwickelt haben: Man denke nur daran, dass eine Schildkrötenart einer anderen Schildkrötenart sehr ähnlich sieht, während Säugetiere morphologisch besonders vielfältig sind und z. B. durch den Homo sapiens, den Wal oder das Pferd vertreten werden. Schildkröten eignen sich aufgrund ihrer ökologischen Vielfalt - sie leben im Meer, im Süsswasser und auf dem Land - auch besonders gut zur Untersuchung makroevolutionärer Muster des geologischen und klimatischen Wandels. Auf der rechten Seite sehen Sie die Unterschiede zwischen der Brustflosse einer Wasserschildkröte und der Hand einer Landschildkröte.

Dr. Evers schlägt also vor, in dieser Studie die Entwicklung des gesamten Körpers der Schildkröten, die Geschwindigkeit dieser Entwicklung sowie die Beziehung zwischen der Entwicklung der einzelnen Körperteile und dem Rest des Körpers (Koevolution) nachzuzeichnen, um zu verstehen, wie sich die Schildkröten entwickelt haben, und um bestimmte Thesen zu prüfen, z. B. ob das selektive Überleben einiger Schildkrötenarten während des Massenaussterbens am Ende der Kreidezeit darauf zurückzuführen ist, dass sie sich von hartschaliger Nahrung ernähren (Durophagie). Darüber hinaus werden im Rahmen der Forschungsarbeiten auch einige weiterreichende Fragen und Hypothesen zur Makroevolution untersucht. Eine davon ist beispielsweise die grundlegende Frage, wie die Evolution wirklich abläuft: geschieht sie in einem konstanten und relativ langsamen Tempo, wie Darwin vorschlug, oder geschieht sie eher in relativ kurzen Schüben schneller Evolution? Es wird möglich sein, die in dieser Studie erfassten Veränderungen der Evolutionsrate mit makroevolutionären Einflüssen wie Klimaveränderungen oder Massenaussterben in Beziehung zu setzen und auf diese Weise Antworten zu erhalten. Eine weitere wichtige Frage ist, ob und wie die Veränderung eines Teils der Anatomie die Entwicklung anderer Körperteile beeinflusst oder umgekehrt Einschränkungen für diese mit sich bringt (wie vermutlich der evolutionäre Konservatismus der Schildkröten aufgrund ihres harten Panzers). Außerdem wird Dr. Evers seine Hypothese testen, dass Teile der Anatomie, die vermutlich ökologisch besonders wichtig sind (z. B. die Gliedmaßen für die Fortbewegung oder die Kiefer für die Nahrungsaufnahme), bei makroevolutionären Ereignissen wie Massenaussterben eine beschleunigte Evolution aufweisen. 

Nach einem mit einem Preis gewürdigten M.Sc. in Geowissenschaften an der LMU München und einem D.Phil. mit Auszeichnen in Umweltforschung an der Universität Oxford hatte die Universität Freiburg das Glück, Dr. Evers an ihr geowissenschaftliches Departement zu holen, zunächst als Postdoktorand im SNF-Projekt von Professor Walter Joyce seit 2019, und seit September 2021 als Ambizione-Stipendiat.

Denken Sie daran, sich für eine Ambizione-Förderung zu bewerben? Die nächste Bewerbungsfrist läuft am 1. November 2022 ab. Bitte kontaktieren Sie uns unter research@unifr.ch für alle Fragen, Ratschläge oder Unterstützung, die Sie während des Bewerbungsverfahrens benötigen!

Möchten Sie mehr über Dr. Evers, seine Forschung und Schildkröten erfahren? Die folgenden Artikel stehen im Zusammenhang mit diesem Projekt: 

Joyce WG, Mäuser M, Evers SW. 2021. Two turtles with soft tissue preservation from the platy limestones of Germany provide evidence for marine flipper adaptations in Late Jurassic thalassochelydians. PLoS ONE16(6): e0252355; doi: 10.1371/journal.pone.0252355

[Diese Arbeit befasst sich speziell mit der Handanatomie einer ausgestorbenen Schildkrötenart, um ihre Ökologie zu bewerten]

Bronzati M, Benson RBJ, Evers SW, Ezcurra MD, Cabreira SF, Choiniere J, Dollman KN, Paulina-Carabajal A, Radermacher V, Roberto-da-Silva L, Sobral G, Stocker MR, Witmer LM, Langer MC, Nesbitt SJ. 2021. Deep evolutionary diversification of semicircular canals in archosaurs. Current Biology 31(12): 2520– 2529; doi: 10.1016/j.cub.2021.03.086

[Dieser Artikel verwendet 3D-Formen und statistische Werkzeuge, um die Ökomorphologie und die Evolutionsraten zu untersuchen. Er bezieht sich nicht auf Schildkröten, zeigt aber gut die Art der Forschung, die Dr. Evers betreibt]

Evers SW, Benson RBJ. 2019. A new phylogenetic hypothesis of turtles with implications for the number of evolutionary transitions to marine lifestyles supports an Early Cretaceous origin and rapid diversification of Chelonioidea. Palaeontology 62(1): 93–134; doi: 10.11117pala.12384

[Dies ist eine der Doktorarbeiten von Dr. Evers, in der er einen Lebensbaum der Schildkröten ableitet, indem er eine Fülle von Informationen aus digitalisierten 3D-Schildkröten, einschließlich Fossilien, integriert. Sie wurde in der Zeitschrift Paläontologie mit dem Best Paper Award 2019 ausgezeichnet]