Dem ersten Massenaussterben auf der Spur

Ein früher Ausreißer in der Evolutionsgeschichte der Tiere zeichnet sich ab: Vor etwa 550 Millionen Jahren hätte Sauerstoffmangel laut einer Studie zum ersten Massensterben führen können. Vergleichende Studien von Fossilien, die vor und nach der Ediacara-Zäsur gefunden wurden, deuten darauf hin, dass etwa 80 Prozent der Tiere in dieser Zeit ausgestorben sind. Besonders betroffen schienen diejenigen zu sein, deren physikalische Eigenschaften auf einen relativ hohen Sauerstoffbedarf hindeuteten. Den Forschern zufolge könnten verschiedene Prozesse zur mangelnden Verfügbarkeit des Lebenselixiers geführt haben.

Es gilt als die Ära, in der die ersten komplexen Tierwesen entstanden: Das Ediacaran umspannt den Zeitraum von vor 635 Millionen Jahren bis zum Beginn des Kambriums vor 539 Millionen Jahren. Es ist das früheste Alter, aus dem Fossilien von Tieren bekannt sind, die mit bloßem Auge gesehen werden können. Das waren teilweise skurril aussehende Wasserlebewesen, die sich deutlich von heutigen Lebewesen unterschieden. Spuren dieser ediakarischen Fauna finden sich unter anderem in Ablagerungen, die zwei Epochen zugeordnet werden können: dem „Weißen Meer“, vor 560 bis 550 Millionen Jahren, und der „Nama“, vor 550 bis 539 Millionen Jahren. Es ist überraschend, dass in den Nama-Lagerstätten weniger Arten entdeckt wurden als in den Fundstätten des Weißen Meeres.

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Massensterben bestätigt

Was den Unterschied verursachte, blieb jedoch unklar: Ein Massensterben schien unausweichlich, aber es ist möglich, dass ältere Stätten einfach bessere Erhaltungsbedingungen hatten. „Es wurde bereits vermutet, dass um diese Zeit ein Aussterben stattgefunden hat, aber das bleibt spekulativ. Daher haben wir alle verfügbaren Informationen gesammelt, um diese Aussage zu bestätigen“, sagte Erstautor Scott Evans von Virginia Tech in Blacksburg. Im Rahmen ihrer Studie untersuchten und verglichen Evans und seine Kollegen systematisch Spurenfossilien in den Ablagerungen der Nama und des Weißen Meeres. Ihr Fokus lag auf Hinweisen auf mögliche Unterschiede in den Bedingungen der Versteinerung und was noch lebende Lebewesen charakterisiert.

Wie die Forscher berichten, ging aus ihren Ergebnissen grundsätzlich hervor, dass es nahezu keine Unterschiede in der Entstehung der beiden Ediacara-Fossilienvorkommen gab. Die beiden Ökosysteme waren wahrscheinlich grundlegend ähnlich. Wissenschaftler gehen daher davon aus, dass die geringere Biodiversität in der Nama-Formation nicht auf Störungen zurückzuführen ist, sondern tatsächlich auf einen Rückgang des Tierlebens zu dieser Zeit. Insbesondere fanden sie heraus, dass von den 70 Gattungen, die in den Ablagerungen des Weißen Meeres gefunden wurden, nur 14 in der Nama-Formation vorkommen, was auf einen relativ schnellen Verlust von 80 Prozent der Arten hinweist. Dies weist auf ein Ausmaß hin, das mit den Massenaussterbeereignissen späterer Zeiten vergleichbar ist.

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Anzeichen von Sauerstoffmangel

Wie das Team weiter berichtet, fanden sie beim Vergleich der Merkmale der Tiere ein interessantes Muster: Die Zäsurüberlebenden hatten ein relativ großes Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis, wodurch sie wahrscheinlich mehr Sauerstoff aus dem Wasser aufnehmen konnten. „Diejenigen, deren Physik zeigt, dass sie von erheblichen Mengen an Sauerstoff abhängig waren, scheinen von dem Aussterbeereignis besonders hart getroffen worden zu sein. Dies deutet darauf hin, dass dieses Aussterbeereignis auf Umweltveränderungen zurückzuführen ist, wie andere in der geologischen Geschichte“, sagt Evans.

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Aber was könnte eine Verringerung der Sauerstoffversorgung verursachen? „Das können wir nicht mit Sicherheit sagen. Vulkanausbrüche, tektonische Plattenbewegungen, Asteroideneinschläge und andere Ereignisse oder Kombinationen davon sind möglich“, sagt Evans. Daher könnten unterschiedliche Szenarien zu einer geringeren Sauerstoffverfügbarkeit führen, was sich in den Unterschieden zwischen Ediacara-Tieren vor und nach 550 Millionen Jahren widerspiegelt. „Grundsätzlich ist jedoch klar, dass abiotische Einflüsse in den mehr als 570 Millionen Jahren Tiergeschichte auf unserem Planeten signifikante Auswirkungen auf Muster der Diversität hatten“, schreiben die Autoren.

Wie Wissenschaftler schlussfolgern, könnte das Massensterben der Ediacara auch grundlegend für die weitere Entwicklung des Lebens gewesen sein. Denn Wendepunkte in der Erdgeschichte gelten als wichtige Schritte in der Evolution des Lebens auf unserem Planeten. „Letztendlich hat eine 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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