Kolumbianische Fossilien zeigen, wie alte und neue Meeresgruppen nebeneinander existierten
- In der unterkreidezeitlichen Paja-Formation wurden Belege für das Zusammenleben jurassischer Linien und neuer Tiergruppen gefunden
- Die Forschenden bringen die Vielfalt der Lebensgemeinschaft mit dem Klima, dem Meeresspiegel, nährstoffreichen Gewässern und neuen Verbindungen zwischen Ozeanen in Zusammenhang
- Wie häufig solche Übergänge stattfanden, ist bislang unbekannt; dafür sind weitere Funde und Vergleiche nötig
Der kolumbianische Fund eröffnet eine neue Perspektive auf evolutionäre Übergänge
Fossilien aus Zentral-Kolumbien haben Zeugnisse einer ungewöhnlichen Phase der Geschichte des Meereslebens bewahrt: Alte Tiergruppen, die kurz vor dem Verschwinden standen, lebten neben neuen Linien, die sich auszubreiten begannen. Die Forschenden sehen darin ein Beispiel für einen großen evolutionären Übergang, ohne die für ein Massenaussterben typische Zerstörung überall. Das Material stammt aus der Paja-Formation und ermöglicht es, den Wandel der Gruppen nicht nur als abrupten Bruch, sondern auch als eine Phase des Zusammenlebens zu betrachten.
Die Paja-Formation stammt aus der frühen Kreidezeit und liegt in der Nähe von Villa de Leyva. Es handelt sich um eine fossilienreiche Region, in der die Überreste zahlreicher prähistorischer Meerestiere erhalten geblieben sind. Diese Ansammlung bietet Forschenden die seltene Möglichkeit, ein ganzes urzeitliches Ökosystem zu untersuchen, statt einzelne Arten losgelöst von ihrer Umgebung. Ein Großteil der hier geborgenen Fossilien wird im Zentrum für Paläontologische Forschung (CIP) aufbewahrt, das gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der McGill University an der Untersuchung der Funde beteiligt war.
Um eine vermutete entscheidende Übergangsphase zu beschreiben, schlugen der Biologe Hans Larsson und die Doktorandin Dirley Cortes den Begriff „biotische Inflektion“ vor. Er bezeichnet eine Situation, in der ältere Evolutionsgruppen bereits kurz vor dem Aussterben stehen, während sich neue Linien gleichzeitig auszubreiten und zu diversifizieren beginnen. Dies ist ein von den Forschenden vorgeschlagenes Modell, das auf Funden aus der Paja-Formation beruht, und keine etablierte Beschreibung aller Übergänge in der Geschichte des Lebens. Die Autorinnen und Autoren sind der Ansicht, dass der Fund Anlass gibt, die Frage nach einem solchen Szenario umfassender zu stellen.
Eine Meeresgemeinschaft mit einer ungewöhnlichen Vielfalt an Räubern
Zu den Fossilien der Paja-Formation gehören große Meeresreptilien, darunter langhalsige Plesiosaurier und Verwandte der Meereskrokodile. In derselben Fundstätte sind auch Schildkröten, Haie, Krebstiere und andere Tiere vertreten. Das Nebeneinander so unterschiedlicher Organismen hilft dabei, die Zusammensetzung der urzeitlichen Gemeinschaft und ihre ökologische Komplexität einzuschätzen. Die Bedeutung des Fundes beschränkt sich jedoch nicht auf eine Liste beeindruckender Arten: Wichtig ist, dass sich anhand ihrer Überreste untersuchen lässt, wie verschiedene Gruppen in ein und demselben marinen System lebten.
Die Gesamtheit der Tiere aus der Formation bezeichnen Forschende als Paja-Biota. Cortes zufolge handelt es sich um eine der ökologisch komplexesten Meeresgemeinschaften, die bislang bekannt sind. Das reichhaltige Fossilienmaterial ermöglicht es, Vertreter verschiedener Gruppen miteinander zu vergleichen und den Aufbau des Ökosystems zu rekonstruieren. Im Zusammenhang mit der neuen Studie ist die Mischung selbst von Bedeutung: Sie umfasst sowohl fortbestehende Linien aus dem Jura als auch neue Gruppen, die mit der Kreidezeit verbunden sind. Daher ist die Fundstätte nicht nur für die Erforschung der Vielfalt, sondern auch ihrer Veränderungen wertvoll.
In einer früheren Studie rekonstruierten Wissenschaftler die Nahrungsbeziehungen innerhalb der Paha-Biota. Ihre Analyse ergab ein besonders komplexes Nahrungsnetz und eine ungewöhnlich große Vielfalt an Spitzenprädatoren, die die höchsten Ebenen des Ökosystems besetzten. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Lebensgemeinschaft vielschichtig aufgebaut war und zahlreiche Wechselwirkungen zwischen den Tieren bestanden. Für die vorliegende Arbeit dient diese Rekonstruktion als ökologischer Kontext: Die vielfältige Struktur der Biota hilft dabei zu untersuchen, wie ältere Gruppen zurückgingen, während sich neue in der Meeresumwelt etablierten.
Klima, nährstoffreiche Gewässer und neue ozeanische Verbindungen
Die Autoren vermuten, dass mehrere Bedingungen zur Vielfalt beigetragen haben könnten. Dazu zählen ein warmes Treibhausklima, ein erhöhter Meeresspiegel und nährstoffreiche Küstengewässer. Diese Faktoren könnten in einer Region zahlreiche Formen des Meereslebens gefördert haben. Die Formulierung bleibt jedoch eine Hypothese über ein mögliches Zusammenspiel von Bedingungen und ist kein Beweis für eine einzige Ursache der Vielfalt. Entscheidend ist der allgemeine ökologische Hintergrund, vor dem alte Linien und sich ausbreitende Gruppen nebeneinander existieren konnten.
Ein weiterer möglicher Faktor hängt mit dem Entstehen neuer ozeanischer Verbindungen zwischen dem östlichen Pazifik und dem frühen Atlantik durch das Gebiet des heutigen Kolumbiens zusammen. Die Forschenden beziehen dieses Merkmal in ihre Erklärung dafür ein, warum in der Region verschiedene Tiergruppen gleichzeitig gedeihen konnten. Die Quelle nennt weder konkrete Wanderungsrouten der Organismen noch das Ausmaß der Ausbreitung von Arten; solche Details können daher nicht als gesichert gelten. Die Bedeutung der Verbindung liegt in der vorgeschlagenen Deutung darin, dass sie die Möglichkeiten für das Bestehen unterschiedlicher Formen des Meereslebens erweitert haben könnte.
Zusammengenommen könnten die warmen Bedingungen, der hohe Meeresspiegel, die nährstoffreichen Küstengewässer und die neuen ozeanischen Verbindungen ein Umfeld geschaffen haben, das die ökologische Vielfalt begünstigte. Vor diesem Hintergrund verschwanden die älteren Linien nicht sofort, sondern lebten eine Zeit lang neben den neuen Gruppen fort. Gerade dieses Zusammentreffen von Umständen halten die Forschenden für wichtig, um die Biota von Paja zu verstehen. Die vorliegenden Informationen erlauben es jedoch nicht, den Beitrag der einzelnen Faktoren voneinander abzugrenzen oder nachzuweisen, dass einer von ihnen allein für die Komplexität der Lebensgemeinschaft sorgte.
Die Hypothese muss außerhalb der Paha-Formation getestet werden
Die vorgeschlagene „biotische Inflektion“ verändert den Schwerpunkt in der Diskussion über tiefgreifende evolutionäre Veränderungen: Ein Übergang kann nicht nur ein Massenaussterben, sondern auch eine Phase besonders hoher Vielfalt umfassen. In einem solchen Szenario bestehen Gruppen, deren Stellung sich geschwächt hat, neben Linien fort, die sich auszubreiten beginnen. Ein Fund in Kolumbien zeigt, dass ein solches Nebeneinander in einer konkreten urzeitlichen Meeresgemeinschaft möglich ist. Er stellt die Rolle von Massenaussterben in der Erdgeschichte nicht infrage, sondern schlägt vor, auch eine andere Art des Wandels in Betracht zu ziehen.
Die zentrale Frage ist weiterhin offen: Wie häufig hat sich ein solches Szenario im Laufe der Erdgeschichte wiederholt? Die Forschenden betonen, dass ein einzelner Fundort nicht ausreicht, um festzustellen, wie verbreitet biotische Inflektionen waren. Für eine Überprüfung sind weitere Funde, genauere Altersschätzungen der Fossilien und Vergleiche mit geologischen Formationen in anderen Teilen der Welt erforderlich. Solche Vergleiche können zeigen, ob Pacha einen seltenen lokalen Fall oder einen allgemeineren Übergang zwischen großen Organismengruppen widerspiegelt.
Die praktische Schlussfolgerung für die Wissenschaft besteht vorerst vor allem in einem neuen Rahmen für Fragen zur Biodiversität: Es gilt zu prüfen, ob aussterbende und expandierende Linien in artenreichen Ökosystemen nebeneinander existieren konnten. Larsson spricht davon, herauszufinden, wie weit das Modell anwendbar ist und wie sich seine Auswirkungen quantifizieren lassen. Die Forschenden weisen außerdem darauf hin, dass einige der erörterten Faktoren die Biodiversität weltweit auch heute noch beeinflussen. Die Arbeit stellt jedoch keine direkte Verbindung zwischen einem bestimmten antiken Ökosystem und den heutigen Veränderungen her.
Quelle: ScienceDaily
