Dem ersten Massenaussterben auf der Spur

Ein früher Ausbruch in der Evolutionsgeschichte der Tiere zeichnet sich ab: Vor rund 550 Millionen Jahren hätte Sauerstoffmangel laut einer Studie zum ersten Massensterben führen können. Vergleichende Untersuchungen von Fossilien, die vor und nach der Ediacara-Zäsur gefunden wurden, zeigen, dass damals etwa 80 Prozent der Tiere ausgestorben sind. Besonders betroffen scheinen diejenigen zu sein, deren physikalische Eigenschaften auf einen vergleichsweise hohen Sauerstoffbedarf hindeuten. Den Forschern zufolge könnten verschiedene Prozesse zu einer mangelnden Verfügbarkeit des Lebenselixiers geführt haben.

Es gilt als die Zeit, in der die ersten komplexen Tierwesen auftauchten: Das Ediacarium umfasst den Zeitraum von vor 635 Millionen Jahren bis zum Beginn des Kambriums vor 539 Millionen Jahren. Es ist das früheste Alter, aus dem mit bloßem Auge sichtbare Tierfossilien bekannt sind. Das waren mitunter seltsame Wasserorganismen, die sich deutlich von modernen Lebewesen unterschieden. Spuren dieser Ediacara-Fauna finden sich unter anderem in Ablagerungen, die zwei Epochen zugeordnet werden können: „Weißes Meer“, vor 560 bis 550 Millionen Jahren und „Nama“, vor 550 bis 539 Millionen Jahren. Auffallend ist, dass in den Nama-Vorkommen weniger Arten entdeckt wurden als in den Fundstellen des Weißen Meeres.

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Massensterben bestätigt

Was den Unterschied verursachte, blieb jedoch unklar: Ein Massensterben schien unmittelbar bevorzustehen, aber es ist möglich, dass die älteren Lagerstätten einfach bessere Erhaltungsbedingungen hatten. „Es wurde bereits vermutet, dass es zu diesem Zeitpunkt zu einem Verschwinden gekommen war, aber das blieb spekulativ. Daher haben wir alle verfügbaren Informationen gesammelt, um diese Aussage zu verifizieren“, sagt Erstautor Scott Evans von der Virginia Tech in Blacksburg. Im Rahmen ihrer Studie untersuchten und verglichen Evans und seine Kollegen systematisch Fossilienspuren in den Ablagerungen der Nama und des Weißen Meeres. Ihr Fokus lag auf Hinweisen auf mögliche Unterschiede in den fossilen Bedingungen und was die überlebenden Kreaturen charakterisierte.

Wie die Forscher berichten, ging aus ihren Ergebnissen grundsätzlich hervor, dass es nahezu keine Unterschiede in der Entstehung der beiden Ediacara-Fossilienvorkommen gab. Wahrscheinlich waren sich die beiden Ökosysteme auch grundlegend ähnlich. Wissenschaftler vermuten daher, dass die geringere Biodiversität in der Nama-Formation nicht auf Deformationen zurückzuführen ist, sondern tatsächlich auf einen Rückgang der damaligen Fauna. Insbesondere fanden sie heraus, dass von den 70 Gattungen, die in den Ablagerungen des Weißen Meeres gefunden wurden, nur 14 in der Nama-Formation vorhanden sind, was auf einen relativ schnellen Verlust von 80 Prozent der Arten hindeutet. Dies weist auf ein Ausmaß hin, das mit den Massenaussterbeereignissen späterer Epochen vergleichbar ist.

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Anzeichen von Sauerstoffmangel

Wie das Team weiter berichtet, fanden sie beim Vergleich der Eigenschaften der Tiere ein interessantes Muster: Kaiserschnitt-Überlebende hatten ein relativ großes Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis, wodurch sie wahrscheinlich mehr Sauerstoff aus dem Wasser aufnehmen konnten. „Diejenigen, deren Körperbau darauf hindeutet, dass sie auf erhebliche Mengen an Sauerstoff angewiesen sind, scheinen von dem Aussterbeereignis besonders hart getroffen worden zu sein. Dies deutet darauf hin, dass dieses Aussterben auf Umweltveränderungen zurückzuführen ist, wie andere in der geologischen Geschichte“, sagt Evans.

Aber was könnte die Abnahme der Sauerstoffversorgung verursacht haben? „Wir können es nicht mit Sicherheit sagen. Vulkanausbrüche, tektonische Plattenbewegungen, ein Asteroideneinschlag und andere Ereignisse oder Kombinationen davon sind möglich“, sagt Evans. Daher könnten unterschiedliche Szenarien zu der geringeren Sauerstoffverfügbarkeit geführt haben, die sich in den Unterschieden zwischen Ediacarian-Tieren vor und nach 550 Millionen Jahren widerspiegelt. „Grundsätzlich ist jedoch klar, dass abiotische Einflüsse während der mehr als 570 Millionen Jahre langen Geschichte der Tiere auf unserem Planeten große Auswirkungen auf die Muster der Vielfalt hatten“, schreiben die Autoren.

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Wie die Wissenschaftler schließen, könnte das Massensterben von Ediacara auch grundlegend für die weitere Entwicklung des Lebens gewesen sein. Denn Wendepunkte im Laufe der Erdgeschichte sind bekanntlich wichtige Schritte in der Evolution des Lebens auf unserem Planeten. „Letztendlich hat die Aussterbewelle vor 550 Millionen Jahren möglicherweise den Weg für die Evolution der Tiere, wie wir sie heute kennen, geebnet“, sagt Evans.

Quelle: Virginia Tech, Artikel: Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.2207475119

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