Paläopathologien von obertriassischen Phytosauriern als Fenster zu Paläoökologie, Verhalten und Knochenheilung von frühen Archosauriformes

• Antragsteller: Dr. Florian Witzmann
• Fachliche Zuordnung: Geologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 459302527

Paläopathologie, das Studium vorzeitlicher Krankheiten und Verletzungen, trägt entscheidend zum Verständnis der Physiologie und Paläoökologie ausgestorbener Organismen bei. Die Phytosaurier, eine artenreiche Gruppe karnivorer Archosauriformer, sind für großangelegte paläopathologische Studien sehr gut geeignet, da von ihnen tausende Exemplare in Museen in Europa und den USA aufbewahrt werden und sie – obwohl nicht näher verwandt – mit Krokodilen verglichen werden können, die als ihr heutiges ökologisches Äquivalent gelten. Obwohl zahlreiche pathologische Exemplare existieren, gibt es bis heute keine Übersicht über die Bandbreite und Ursachen der Pathologien bei Phytosauriern. Das Ziel des Projektes ist, auf der Grundlage einer systematischen Studie über die Arten und Häufigkeiten von Krankheiten bei Phytosauriern zu Erkenntnissen über ihre Lebensweise und Verhalten zu gelangen. Dies betrifft besonders Verletzungen, die auf einen aktiven Lebensstil hindeuten und von trophischen Interaktionen (z.B. von sich wehrender, großer Beute), innerartlicher Aggression oder wiederholter Belastung von Knochen und Sehnen herrühren. Es soll festgestellt werden, wie die Pathologien und ihre Häufigkeiten bei Phytosauriern zwischen den verschiedenen taxonomischen Gruppen sowie im Kontext der vermuteten trophischen Stellung im jeweiligen Lebensraum und des individuellen Alters variieren. Die nahezu weltweite Verbreitung von Phytosauriern in obertriassischen kontinentalen Ökosystemen erlaubt es, ihre Pathologien vor dem Hintergrund von Umweltveränderungen durch die Zeit und zwischen geographischen Regionen zu studieren. Die geplanten Untersuchungsmethoden beinhalten Messungen durch medizinisches und micro-CT sowie Knochenhistologie. Anhand von Synchrotron-Untersuchungen soll beurteilt werden, ob die Art der Knochenheilung auf eine insgesamt eher langsamere oder schnellere Wachstumsrate des Skeletts im Vergleich zu anderen frühen Archosauriformen und zu Krokodilen hindeutet. Zusätzlich sollen anhand der Synchrotron-Daten 3D-Modelle des Knochens als Grundlage für Finite Elemente Analysen (FEA) erstellt werden, um ein Gesamtbild der mechanischen Auswirkungen des Knochenumbaus nach Verletzungen zu erhalten. Der Vergleich der Pathologien bei Phytosauriern und heutigen Krokodilen wird die Hypothese testen, dass aufgrund der vermuteten analogen Lebensweise und der ähnlichen Morphologie vergleichbare Pathologien zu erwarten sind. Die Ergebnisse dieses Projektes werden nicht nur ein unabhängiger Test bisheriger Hypothesen über die Paläobiologie von Phytosauriern sein. Sie werden auch tiefere Einsichten in die Evolution von frühen Archosauriformen ergeben und zu einem besseren Verständnis von trophischen Interaktionen von Tetrapoden in kontinentalen obertriassischen Ökosystemen führen. Schließlich wird die Anwendung innovativer Methoden in 3D-Histologie und Biomechanik allgemeine Beziehungen zwischen Knochenheilung und den mechanischen Auswirkungen auf das Skelett aufzeigen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen