Unter der ledrigen Haut eines Elefantenfußes verbirgt sich eines der unbeachteten Geheimnisse der Anatomie. Vor dreihundert Jahren behauptete ein Chirurg, Elefanten hätten sechs Zehen anstelle der üblichen fünf, was eine Debatte darüber auslöste, ob eine zusätzliche Ziffer wirklich möglich sei. Moderne Anatomen verspotteten die Idee und bestanden stattdessen darauf, dass der zusätzliche Zeh wirklich nur ein großer Knorpelklumpen war. Jetzt zeigt eine Studie von Dutzenden von Elefantenfüßen, dass der Klumpen wirklich zu Knochen wird. Die Ziffer ist kein echter Zeh – sie ähnelt eher dem falschen Daumen eines Pandas. Aber es hilft trotzdem, den mächtigen Umfang des Dickhäuters zu unterstützen. Bei Elefanten „muss die einzigartige Struktur des Fußes eindeutig als Schlüsselinnovation angesehen werden“, sagt Matthew Vickaryous, ein Wirbeltiermorphologe an der University of Guelph in Kanada, der nicht an der Studie beteiligt war. „Der Elefantenfuß ist trügerisch komplex.“

Der zusätzliche Daumen des Riesenpandas ist ein berühmtes Beispiel für den Erfindungsreichtum der Evolution. Der echte Daumen des Tieres sieht genauso aus wie der Rest seiner Finger, und zusammen bilden sie eine Pfote mit fünf Krallen. Darüber hinaus haben Pandas eine etwas entgegengesetzte Ziffer an der Innenkante der Pfote, die ihnen hilft, Bambus zu greifen. Dieser „Daumen“ ist wirklich nur ein Sesamoid, ein bisschen Knochen, der sich normalerweise in Sehnen und Bändern bildet, wo sie Gelenke kreuzen. Die Kniescheibe ist ein Beispiel für ein Sesamoid. Aber im Panda wurde das Sesamoid auf der äußeren Basis des wahren Daumens vergrößert und nahm eine ziffernartige Identität an, die dem Tier hilft, effizienter zu essen. John Hutchinson, ein evolutionärer Biomechaniker am Royal Veterinary College in Großbritannien, fragte sich, ob etwas Ähnliches mit dem Zeh des Elefanten los sei. Als Experte für die Fortbewegung von Elefanten hatte er jahrelang Elefantenfüße — Fleisch und alles — von Tieren gesammelt und konserviert, die in Zoos starben. Die Tiere reichten im Alter von Neugeborenen bis zu denen in ihren 50ern. Er hatte Computertomographie (CT) -Scans durchgeführt, die Röntgenstrahlen verwenden, um Gewebe in Scheiben abzubilden, um 3D-Bilder von ihnen zu erhalten, und andere Studien, um zu verstehen, wie die Füße funktionierten, als er bemerkte, dass der knorpelige Klumpen oft dichter wurde, wie Knochen, als jeder Elefant älter wurde. Der Klumpen könnte bis zu 15 Zentimeter lang und 6 Zentimeter breit sein, und es schien wirklich, als könnte er wie ein Zeh funktionieren, sagt er. Es ist in der gleichen Position wie der Daumen des Pandas, aber es ist in Polstergewebe eingebettet, das als Fettpolster bezeichnet wird. Obwohl sie nicht sichtbar sind, sind die echten Zehen eines Elefanten etwas vertikal ausgerichtet, so dass das Tier tatsächlich auf Zehenspitzen geht, wobei Handgelenk und Ferse vom Boden abheben. Auf den ersten Blick scheint der zusätzliche Zeh zu hoch über dem Boden zu sein, um Gewicht zu tragen oder viel Gutes zu tun. Aber indem Hutchinson und seine Kollegen einige der gesammelten Elefantenfüße in ein Gerät steckten, das den Anschein erweckte, als würde der Fuß das Gewicht des Elefanten tragen und sie mit zusätzlichen CT-Scans abbilden, zeigten sie, dass der falsche Zeh auch das Gewicht trägt, wie sie heute online in Science berichten. „Die zusätzlichen Ziffern ändern ihre Position und kommen mit dem Boden in Kontakt“, sagt Elizabeth Brainerd, eine funktionelle Morphologin an der Brown University, die nicht an der Studie beteiligt war. Um die Entwicklung des zusätzlichen Zehs zu verfolgen, führten Hutchinson und Kollegen CT-Scans an Füßen tapirähnlicher Arten durch, die die frühesten elefantenähnlichen Säugetiere repräsentierten, und an neueren Elefantenfossilien. Sie fanden keine Beweise für die zusätzliche Zehe in 50 Millionen Jahre alten Fossilien, die flachfüßig zu laufen schienen und keinen Platz für die sechste Zehe ließen. Diese Tiere verbrachten wahrscheinlich die meiste Zeit im Wasser. Aber durch 40 vor Millionen Jahren, Die neueren Fossilien hatten verräterische Anzeichen dieser sechsten Zehe. Zu dieser Zeit wurden Elefanten größer und landgestützter. Ihre Füße änderten sich, um ihr Gewicht besser zu tragen, mit einer Ausdehnung der Fettpolster. Obwohl zusätzliche Finger und Zehen manchmal als genetische Anomalien auftreten und sogar bei bestimmten Katzenrassen üblich sind (ein Zustand, der als Polydaktylie bekannt ist), glaubt Hutchinson, dass es einfacher war, den Sesambeinknochen für zusätzliche Unterstützung zu rekrutieren, als für eine echte sechste Zehe, um sich bei Elefanten zu entwickeln. Die Herstellung eines sechsten Zehs hätte eine Überarbeitung des komplexen Entwicklungsprogramms erforderlich gemacht, das zur Bildung des Fußes führt, erklärt er.

Der Sesambein war für den Elefanten praktisch, bemerkt Vickaryous. „Gigantische Körperformen erfordern innovative Anpassungen, um mit einem starken Anstieg der Körpermasse fertig zu werden.“ Die Forscher untersuchen, ob andere sehr große Tiere wie Sauropoden-Dinosaurier ähnliche Innovationen hatten.

Viele Wissenschaftler glauben, dass das Studium der Anatomie seine Blütezeit hinter sich hat. Aber das stimmt nicht, sagt Marcelo Sánchez, evolutionärer Morphologe an der Universität Zürich in der Schweiz. „Selbst Tiere, die so’bekannt’sind wie Elefanten, können Gegenstand aufregender, neuer Entdeckungen sein, deren Untersuchung wichtige Einblicke in die Evolution liefert.“