Die evolutive Transformation der Oticalregion der Sarcopterygii beim Übergang vom Wasser- zum Landleben

Abstract

Die Oticalregion der Wirbeltiere war beim Übergang vom Wasser- zum Landleben erheblichen anatomischen Umgestaltungen unterworfen. Ausgehend vom Quastenflosser Latimeria chalumnae wird in dieser Arbeit der Versuch unternommen, durch die Analyse der entsprechenden Strukturen bei rezenten Sarcopterygiern die Verhältnisse im Innen- und Mittelohr im Grundplan der Sarcopterygier und der Tetrapoden zu ermitteln. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Beschreibung der embryonalen Oticalregion von Latimeria, da zum einen zur Ontogenese dieser Art nur wenige Daten vorhanden sind und zum anderen in der jüngeren Vergangenheit im Innenohr des Quastenflossers abgeleitete Verhältnisse beobachtet wurden, die von besonderer Bedeutung für die Systematik der Sarcopterygii sind. Weiterhin werden die Ohrregionen aller Gattungen der rezenten Lungenfische, sowie ausgewählter Vertreter der Lissamphibia untersucht und mit den Verhältnissen bei Latimeria verglichen. Im Innenohr von Latimeria befindet sich eine besondere Sinnesendstelle, die aber entgegen früherer Studien nicht als Basilarpapille angesehen werden kann. Wie der Canalis communicans und die spezielle Kiefermechanik unterstreicht das Vorhandensein dieser Sinnesendstelle die isolierte Stellung der Actinistia innerhalb der Sarcopterygii. Die Lungenfische weisen im Innenohr relativ zu anderen Sarcopterygiern plesiomorphe Zustände auf, verfügen aber über einen ausgeprägten Saccus endolymphaticus, der in seiner Ausdehnung an Verhältnisse bei den Lissamphibien und einigen Squamaten erinnert. Anhand der beobachteten Merkmale und Literaturdaten wird eine Merkmalsverteilung erstellt und eine Analyse der einzelnen Merkmale durchgeführt. Die Bedeutung der daraus erhaltenen Ergebnisse für die Systematik der Sarcopterygii wird diskutiert. Die Verteilung der Merkmale des Oticalkomplexes zeigt, daß die Sarcopterygier und frühen Tetrapoden im Grundplan eine plesiomorphere Merkmalsausstattung besaßen als bisher angenommen.

The vertebrate otical region was subject to major anatomical reorganization during the transition from an aquatic to a terrestrial mode of life. In order to get a better understanding of the evolutionary transformation of the otical region, mainly fossil sarcopterygian forms have been examined so far. The present work is analysis of the character states within the inner and middle ear in the groundplan of the sarcopterygians and the tetrapods. Special emphasis is laid on the description of the embryonic otical region of the coelacanth Latimeria chalumnae, because there are only few data on the ontogeny of this species. There are some derived conditions in the inner ear of the coelacanth with special significance for the systematics of the Sarcopterygii (e.g., the existence of a basilar papilla, FRITZSCH 1987). Furthermore, the otical regions of representatives of all genera of Recent lungfishes and selected representatives of the Lissamphibia are examined and compared to the conditions of Latimeria. In Latimeria there is a peculiar receptor end organ that, contrary to earlier reports, is not regarded in this work as a basilar papilla. This end organ, like the existence of a canalis communicans and particular jaw mechanism, emphasizes the isolated position of the Actinistia within the Sarcopterygii. In comparison to other sarcopterygians the lungfishes show plesiomorphic conditions, but possess a distinctive endolymphatic sac as is known from lissamphibians and some squamates. On the basis of the observed character states and data from the literature a character distribution is generated and an analysis of each character is made. The meaning of the results for the systematics of the Sarcopterygii is discussed. The distribution of the otical characters shows the sarcopterygians and early tetrapods had a more plesiomorphic character configuration in the groundplan than previously thought.