Wirbeltiere lebten zunächst im Wasser. Aber im Laufe der Evolution haben sie sich aus dem nassen Lebensraum gelöst und sind an Land gekrabbelt. Ein flossenartiger Schwanz, wie er im Wasser für den Vortrieb äußerst nützlich ist, stört an Land aber nur - so dachten Forscher lange. Doch mithilfe ihres Schwanzes konnten Wirbeltiere vor rund 400 Millionen Jahren den Übergang vom Wasser an Land offenbar besser bewältigen.

Das haben nun US-Forscher am Beispiel des Afrikanischen Schlammspringers (Periophthalmus barbarus) und mit Robotermodellen gezeigt. Der Schwanz der Tiere verbessert gerade an sandigen oder glibberigen Hängen das Fortkommen deutlich. "Gut koordinierte Schwanzbewegungen könnten den frühesten Wirbeltieren, die sich an Land bewegten, einen deutlichen Vorteil geboten haben", schreibt das Team um Daniel Goldman vom Georgia Institute of Technology in Atlanta in der Zeitschrift "Science". 

Unklar in der Forschung ist immer noch, wie sich die ersten Landwirbeltiere (Tetrapoden) in der neuen Umgebung fortbewegten - zumal der Untergrund am Ufer oft weich, glitschig und auch steil war. Bisher gingen viele Experten davon aus, dass sich die ersten Tetrapoden ähnlich wie Salamander auf vier Gliedmaßen bewegten. Andere Forscher bezweifeln, dass frühe Landbewohner wie etwa Ichthyostega ihre hinteren Extremitäten schon zum Laufen nutzen konnten.

Kleine Fischart, großer Nutzen für die Forschung

Der Afrikanische Schlammspringer lebt vor der westafrikanischen Atlantikküste und bewegt sich mit Hilfe der Brustflossen auch an Land. Zudem kann die kleine Fischart ihre Schwanzflosse in rechtem Winkel zur Körperachse bringen und sich damit abdrücken.

"Wir wollten einen der bedeutendsten Vorgänge der Geschichte untersuchen, als Tiere vom Leben im Wasser zum Leben an Land übergingen", sagt Co-Autor Richard Blob von der Clemson University (US-Stadt South Carolina). Versuche der Forscher mit Schlammspringern auf sandartigem Granulat zeigen, dass die Brustflossen zur Fortbewegung in flachem Gelände durchaus genügen. Doch je stärker der Untergrund geneigt ist, desto häufiger nehmen die Tiere gleichzeitig auch den Schwanz in Anspruch.

In ebenem Areal nutzten sie diesen bei sechs Prozent der Sprünge, bei zehn Grad Neigung schon bei 36 Prozent und bei 20 Prozent Steigung gar bei 56 Prozent. Bei diesem Neigungsgrad verdoppelte sich die zurückgelegte Distanz pro Hüpfer mit Schwanzeinsatz von 0,07 auf 0,14 Körperlängen. Darüber hinaus nutzen die Fische den Schwanz auch, um nicht zurückzurutschen.

Das Prinzip stellten die Forscher an einem eigens angefertigten Modell nach, um die Mechanik genauer untersuchen zu können. "Unser Robotermodell konnte sandige Hänge nur dann ersteigen, wenn es den Schwanz zusammen mit den Extremitäten einsetzte", wird Goldman in einer Mitteilung seines Instituts zitiert.

Die Arbeit des Teams sei in der Paläontologie ein Schritt hin zu einer stärker interdisziplinären Forschung, schreibt John Nyakatura von der Humboldt-Universität Berlin in einem "Science"-Kommentar. Ob die ersten Landwirbeltiere aber tatsächlich - analog zum Schlammspringer - ihren Schwanz zur Fortbewegung genutzt hätten, müssten Analysen von Fossilien erst noch bestätigen.