Conodonten

Künstlerische Lebendrekonstruktion eines „Conodonten-Tiers“ (hier Promissum pulchrum aus dem oberordovizischen Soom Shale von Südafrika) nach der vorherrschenden Lehrmeinung

Modell des Kieferapparates von Manticolepis subrecta aus dem Oberdevon von Polen in ca. 20-facher Vergrößerung.

Nach dem, was man aus den wenigen Weichkörperfossilien ableiten zu können glaubt, besaßen die Conodonten einen lanzettförmigen Habitus mit seitlich abgeflachtem Körper. Die längsten Individuen erreichten wahrscheinlich bis zu 40 Zentimeter Länge. Ob sie im freien Wasser (pelagisch) lebten oder teilweise oder vollständig im Sediment eingegraben (endobenthisch), kann anhand der Fossilien nicht gesagt werden. Möglicherweise saß eine asymmetrische, saumartige Schwanzflosse am Körperende, die für eine frei schwimmende Fortbewegung spräche. In seiner gesamten Länge wurde der Körper von einer bandförmigen Struktur durchzogen, die als Chorda dorsalis gedeutet wird. Bei V-förmigen Schatten in den Weichkörperfossilien könnte es sich um Muskelsegmente (Myomere) handeln. Das Vorderende des Körpers („Kopf“) zeigt bei einigen Exemplaren aus Schottland ausladende paarige dunkle Strukturen, die als große seitwärts gerichtete Augen interpretiert werden und damit als Hinweis auf einen relativ hohen Zerebralisations­grad, hoch entwickelte visuelle Wahrnehmung und eine Lebensweise als aktive Jäger.[2] Alle diese Deutungen sind jedoch umstritten. Unstrittig ist lediglich, dass sich im Bereich des Kopfes der Conodonten-Apparat befand, der sicherlich eine Funktion im Zusammenhang mit der Nahrungsaufnahme hatte.

Der Conodonten-Apparat war aus einzelnen zahnähnlichen mineralischen Strukturen, den Conodonten-Elementen, aufgebaut. Vor Entdeckung der Weichkörperfossilien galt die Bezeichnung „Conodonten“ ausschließlich für diese mineralischen Elemente, und auch heute noch sind oft nur diese gemeint, wenn von „Conodonten“ gesprochen wird, weil nur sie in aller Regel fossil überliefert sind. Diese zahnartigen Elemente sind in der Regel sehr klein. Mit Größen von meist 0,1 bis 2 Millimetern gehören sie zu den Mikrofossilien. Nur wenige Conodonten-Elemente mit einer Größe von mehr als 10 Millimetern sind bekannt.[3] Aufgebaut sind sie aus Apatit mit einem geringen Anteil an Kalziumkarbonat (unstöchio­metrische Summenformel: Ca₅Na_0,14(PO₄)_3,01(CO₃)_0,16F_0,73(H₂O)_0,85).[3]

Obwohl die Elemente des Conodonten-Apparates hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung Ähnlichkeiten mit den Zähnen der Kiefermäuler aufweisen, ist dies allein noch kein sicherer Hinweis auf eine stammesgeschichtliche Verwandtschaft zwischen Conodonten und Wirbeltieren. Skelettelemente aus Kalziumphosphat kommen nämlich – besonders im Altpaläozoikum – bei bis zu 19 verschiedenen nicht näher miteinander verwandten Tierstämmen vor. Obwohl sie mittlerweile auch funktionell als „Zähne“ interpretiert werden,[4][5] sind sie den Zähnen der Kiefermäuler nicht homolog: diese gingen aus den stark mineralisierten, zahnartigen Schuppen ursprünglicher kieferloser Fische hervor, wie sie in abgewandelter Form heute noch bei Haien auftreten, während die Conodonten wesentlich ursprünglicher gebaut sind und keine Schuppen oder ähnliche äußere Hartteile besaßen.

Die zu Lebzeiten einzeln im Weichgewebe verankerten Elemente des Conodonten-Apparates zeigen zudem einen Wachstumsmodus, der sich von Wirbeltierzähnen grundlegend unterscheidet. Bei Wirbeltierzähnen werden vorwiegend in der Zahnhöhle, der Pulpa­höhle, neue Schichten aus Dentin an die Innenseite des Zahnes angelagert. Die Pulpahöhle wird daher mit zunehmendem Lebensalter immer kleiner. Conodonten-Elemente besitzen keine Pulpahöhle. Sie wachsen, indem von außen her immer neue Schichten aus Apatit angelagert werden. Auf diese Weise konnten sogar Frakturen „verheilen“. Die Conodonten-Elemente mussten daher zumindest periodisch allseitig von dem Weichgewebe, welches den Apatit abgeschieden hatte, umschlossen gewesen sein. Anderenfalls wäre die Auflagerung neuer, ununterbrochener Schichten auf die Frakturen nicht möglich gewesen. Solche Wachstumsdiskontinuitäten wurden bereits in den 1930er und 40er Jahren lichtmikroskopisch an Dünnschliffen isolierter Conodonten-Elemente beobachtet.[6]

Obwohl die Conodonten-Elemente schon sehr lange bekannt sind, war ihre systematische Einordnung immer kontrovers. Bis ins späte 20. Jahrhundert hinein wurden sie meist in die Nähe der Gliederwürmer (Annelida) gestellt. Die bereits von Christian Heinrich Pander im 19. Jahrhundert vertretene These, dass Conodonten Wirbeltiere seien,[7] erhielt im Jahre 1982 neue Nahrung: Bei Untersuchungen des Briten Euan Clarkson an bereits 1925 im Bezirk Edinburgh gesammelten Proben des unterkarbonischen „Granton Shrimp Beds“ gelang der erste Fund von Conodontentieren in Weichteilerhaltung. Die flachgedrückten und relativ kontrastarmen Überreste des Weichkörpers zeigten Merkmale, die sich mit denen von primitiven Chordatieren (Lanzettfischchen) in Übereinstimmung bringen ließen. Clarkson publizierte die Funde und deren Interpretation zusammen mit zwei Kollegen im Jahr 1983. Damit wurde der Grundstein gelegt für die heute vorherrschende Lehrmeinung, dass zumindest die „höheren“ Conodonten (Euconodonta) mit ihren komplexen Kieferapparaten, denen die als Clydagnathus? cf. cavusformis bestimmten Stücke aus dem „Granton Shrimp Bed“ zuzuordnen waren, primitive Chordaten sind. Ähnliche Funde aus anderen Gebieten der Erde, speziell aus dem oberordovizischen Soom-Schiefer (Cederberg-Formation) von Südafrika (Promissum pulchrum) festigten die These nachfolgend.[8]

Einige britische Paläontologen begannen schließlich, Conodonten als primitive Wirbeltiere oder sogar als Stammgruppen­vertreter der Gnathostomen zu betrachten. Zumindest gegen letztgenannte Sichtweise sprechen jedoch unter anderem das völlige Fehlen von Hartteilen neben den Kieferapparaten und die nachweislich konvergente Entstehung der Zähne bei Conodonten und Gnathostomen (siehe auch Merkmale).[9]

Die Pander Society ist eine Vereinigung von Conodonten-Forschern.

• Derek E. G. Briggs, Euan N. K. Clarkson, Richard J. Aldridge: The conodont animal. Lethaia. Bd. 16, Nr. 1, 1983, S. 1–14
• Simon J. Knell: The Great Fossil Enigma. The Search for the Conodont Animal. Indiana University Press, Bloomington (Indiana), 2013, ISBN 978-0-253-00604-2
• Walter C. Sweet: The Conodonta: Morphology, Taxonomy, Paleoecology, and Evolutionary History of a Long-Extinct Animal Phylum. Oxford University Press, 1988

Commons: Conodonten – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Conodonten beim Tree of Life Web Project (englisch)

1. Paul Selden, John Nudds: Fenster zur Evolution – Berühmte Fossilfundstellen der Welt (übersetzt von Jens Seeling). Elsevier Spektrum Akademischer Verlag, München 2007, ISBN 978-3-8274-1771-8, S. 29
2. Mark A. Purnell: Large eyes and vision in conodonts. Lethaia. Bd. 28, Nr. 2, 1995, S. 187–188, doi:10.1111/j.1502-3931.1995.tb01612.x (alternativer Volltextzugriff: ResearchGate)
3. Judith Wright: Conodont Apatite: Structure and Geochemistry. In: Joseph G. Carter (Hrsg.): Skeletal Biomineralization: Patterns, Processes and Evolutionary Trends. Short Courses in Geology. Bd. 5, 1989, S. 149–163, doi:10.1029/SC005p0149 (alternativer Volltextzugriff: American Geophysical Union@1@2Vorlage:Toter Link/www.agu.org (Seite nicht mehr abrufbar, festgestellt im Dezember 2023. Suche in Webarchiven)  Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.)
4. David Jones, Alistair R. Evans, Emily J. Rayfield, Karen K. W. Siu, Philip C. J. Donoghue: Testing microstructural adaptation in the earliest dental tools. Biology Letters. Bd. 8, Nr. 6, 2012, S. 952–955, doi:10.1098/rsbl.2012.0487
5. Erik Cowing Katvala, Charles M. Henderson: Chemical element distributions within conodont elements and their functional implications. Paleobiology. Bd. 38, Nr. 3, 2012, S. 447–458, doi:10.1666/11038.1
6. Philip C. J. Donoghue: Growth and patterning in the conodont skeleton. Philosophical Transactions of The Royal Society B. Bd. 353, Nr. 1368, 1998, S. 633–666 doi:10.1098/rstb.1998.0231 (alternativer Volltextzugriff: ResearchGate)
7. Christian Heinrich Pander: Monographie der fossilen Fische des silurischen Systems der russisch-baltischen Gouvernements. Buchdruckerei der Kaiserlichen Akademie der Wissenschaften, St. Petersburg 1856 (HathiTrust).
8. S. E. Gabbott, R. J. Aldridge, N. N. Theron: A giant conodont with preserved muscle tissue from the Upper Ordovician of South Africa. Nature. Bd. 347, 1995, S. 800–803, doi:10.1038/374800a0.
9. Susan Turner, Carole J. Burrow, Hans-Peter Schultze, Alain Blieck, Wolf-Ernst Reif, Carl B. Rexroad, Pierre Bultynck, Godfrey S. Nowlan: False teeth: conodont-vertebrate phylogenetic relationships revisited. Geodiversitas. Bd. 32, Nr. 4, 2010, S. 545–594, doi:10.5252/g2010n4a1 (alternativer Volltextzugriff: MNHN).