Wie Wissenschaftler die Größe prähistorischer Riesenschlangen bestimmen

Ein Wirbel ist alles, was sie brauchen

Schlangen hinterlassen selten vollständige Skelette. Ihre zarten Rippen zerstreuen sich, Schädel werden leicht zerdrückt, und Weichgewebe verschwindet lange bevor die Versteinerung es konservieren kann. Was bemerkenswert gut überlebt, sind Wirbel – die ineinandergreifenden Knochen, die die Wirbelsäule einer Schlange bilden. Da eine einzelne große Schlange mehr als 250 davon haben kann, stehen die Chancen gut, dass zumindest einige davon zu Stein werden. Aus diesen wenigen Knochen können Paläontologen den gesamten Körperbau eines Tieres rekonstruieren.

Die Methode hat einige erstaunliche Kreaturen enthüllt. Titanoboa cerrejonensis, die in kolumbianischen Kohleminen ausgegraben wurde, erreichte schätzungsweise 13 Meter Länge und wog über eine Tonne. Vasuki indicus, beschrieben anhand von Fossilien, die in einer Braunkohlemine in Gujarat, Indien, gefunden wurden, könnte 11 bis 15 Meter erreicht haben – und damit mit Titanoboa konkurrieren oder diese sogar übertreffen. Beide lebten vor zig Millionen Jahren in einem Klima, das weitaus wärmer war als das heutige.

Warum Wirbel so gut funktionieren

Bei modernen Würgeschlangen wie Boas, Pythons und Anakondas bedeutet ein größerer Körper größere Wirbel, nicht unbedingt mehr davon. Dieses Prinzip ist die Grundlage jeder Größenschätzung für fossile Schlangen. Wenn ein Forscher die Breite und Länge eines einzelnen Wirbels misst und ungefähr weiß, wo er sich entlang der Wirbelsäule befand, kann diese Messung in eine Regressionsgleichung eingesetzt werden, die aus Daten über lebende Arten erstellt wurde.

Die Bestimmung der Position eines Wirbels ist selbst eine Wissenschaft. Schlangenwirbel verändern ihre Form entlang der Wirbelsäule – die in der Nähe des Mittelabschnitts sind am breitesten, während die näher am Kopf oder Schwanz schmaler und anders strukturiert sind. Durch den Vergleich der Geometrie eines Fossils mit den Wirbeln moderner Boaschlangen können Wissenschaftler schätzen, dass ein bestimmter Knochen etwa 60 bis 65 Prozent der Wirbelsäule vom Schädel entfernt saß.

Die Mathematik hinter dem Monster

Sobald die Position eines Wirbels in der Wirbelsäule festgestellt ist, wenden die Forscher prädiktive Regressionsgleichungen an. Zwei Schlüsselmessungen dominieren die Berechnungen: Präzygapophysenbreite und Postzygapophysenbreite – im Wesentlichen die Spannweite der knöchernen Fortsätze, die jeden Wirbel mit seinen Nachbarn verbinden.

Für Vasuki indicus ergaben diese beiden Methoden unterschiedliche Längenbereiche. Eine Gleichung schätzte 10,9 bis 12,2 Meter; die andere ergab 14,5 bis 15,2 Meter. Die Diskrepanz verdeutlicht eine inhärente Herausforderung: Vasuki gehört zu den Madtsoiidae, einer ausgestorbenen Familie, die nur entfernt mit den modernen Boas und Pythons verwandt ist, die zur Kalibrierung der Modelle verwendet werden. Wie der Co-Autor der Studie, Debajit Datta, feststellte: „Wenn man vorhandene Schlangen verwendet, um die Körperlänge zu schätzen, kann es Unsicherheiten geben.“

Die Größe von Titanoboa wurde mit etwas mehr Zuversicht bestimmt, da Forscher 186 Fossilien von etwa 30 Individuen aus den kolumbianischen Cerrejón-Kohleminen bargen, darunter mindestens ein fast vollständiges Exemplar mit einem Schädel. Schädelbasierte Proportionen trieben die Schätzungen später auf etwa 14,3 Meter.

Was Riesenschlangen über alte Klimazonen verraten

Bei der Größenschätzung geht es nicht nur um Angeberei. Da Schlangen Ektotherme sind – kaltblütige Tiere, deren Körpertemperatur ihrer Umgebung folgt – ist ihre maximale Körpergröße durch die Umgebungstemperatur begrenzt. Eine heißere Welt ermöglicht größere Schlangen. Als der Paläontologe Jason Head und seine Kollegen Titanoboa erstmals im Jahr 2009 beschrieben, verwendeten sie diese Beziehung, um zu berechnen, dass die Äquatorialtemperaturen vor 58 Millionen Jahren mindestens 32–33 °C erreichten, mehrere Grad wärmer als die modernen Tropen.

Diese Schlussfolgerung löste eine wissenschaftliche Debatte aus. Einige Forscher argumentierten, dass die Verbindung zwischen Körpergröße und Temperatur nicht so eindeutig ist, wie das Modell annahm. Dennoch bleibt die Kernerkenntnis bestehen: Fossile Schlangen dienen als grobe Paläothermometer und bieten eine biologische Gegenprüfung zu Temperaturschätzungen, die allein aus der Geochemie abgeleitet werden.

Die Grenzen der fossilen Beweise ausreizen

Jede Schätzung einer Riesenschlange ist mit Einschränkungen verbunden. Die Fossilien stammen möglicherweise nicht vom größten Individuum der Art. Die Regressionsmodelle basieren auf modernen Verwandten, die sich vor zig Millionen Jahren auseinanderentwickelt haben. Und jeder Wirbel liefert einen Bereich, keine genaue Zahl. Dennoch hat sich die Methode als bemerkenswert konsistent erwiesen: Unabhängige Analysen mit unterschiedlichen Kalibrierungsarten und unterschiedlichen statistischen Ansätzen kommen für Titanoboa und Vasuki zu weitgehend ähnlichen Größen.

Da aus Minen und Steinbrüchen in den Tropen immer neue Fossilien auftauchen, wächst die Liste der prähistorischen Mega-Schlangen weiter – und damit auch das Instrumentarium zum Lesen ihrer Knochen. Was als eine fundierte Vermutung aus einem einzigen Rückgrat begann, hat sich zu einer quantitativen Wissenschaft entwickelt, ein Wirbel nach dem anderen.