Ein früher Knall in der Evolutionsgeschichte der Tiere zeichnet sich ab: Vor rund 550 Millionen Jahren könnte Sauerstoffmangel laut einer Studie zum ersten Massensterben geführt haben. 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 verschwanden. Besonders betroffen schienen Menschen mit körperlichen Merkmalen zu sein, die auf einen relativ hohen Sauerstoffbedarf hindeuteten. Den Forschern zufolge könnten unterschiedliche Prozesse zur unzureichenden Verfügbarkeit des Lebenselixiers geführt haben.
Es gilt als die Ära, 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. Dies ist das älteste Alter, aus dem mit bloßem Auge sichtbare Tierfossilien bekannt sind. Dies waren manchmal seltsam aussehende Wasserorganismen, die sich stark vom modernen Leben unterschieden. Spuren dieser Ediacara-Fauna finden sich unter anderem in Ablagerungen, die zwei Zeiträumen zugeordnet werden können: dem „Weißen Meer“ vor 560–550 Millionen Jahren und der „Nama“ vor 550–539 Millionen Jahren. Auffallend ist, dass in den Nama-Vorkommen weniger Arten entdeckt wurden als in den Fundstellen des Weißen Meeres.
Massensterben bestätigt
Was den Unterschied verursachte, blieb jedoch unklar: Das Massensterben schien unmittelbar bevorzustehen, aber es ist möglich, dass die älteren Stätten einfach bessere Erhaltungsbedingungen hatten. “Es wurde bereits vermutet, dass es zu diesem Zeitpunkt ein Aussterben gegeben hatte, aber das blieb Spekulation. Also haben wir alle verfügbaren Informationen gesammelt, um diese Behauptung zu überprüfen”, sagt Erstautor Scott Evans von Virginia Tech in Blacksburg. Im Rahmen ihrer Studie untersuchten und verglichen Evans und seine Kollegen systematisch Spurenfossilien aus den Ablagerungen der Nama und des Weißen Meeres. Er konzentrierte sich auf Hinweise auf mögliche Unterschiede in den Fossilisationsbedingungen und was existierende Lebewesen charakterisiert.
Wie die Forscher berichten, war anhand ihrer Ergebnisse grundsätzlich klar, dass sich die Entstehung dieser beiden Ablagerungen kaum von den ediakarischen Fossilien unterschied. Wahrscheinlich waren sich die beiden Ökosysteme auch grundlegend ähnlich. Daher gehen die Forscher davon aus, dass die geringere Artenvielfalt der Nama-Formation nicht auf Deformationen, sondern tatsächlich auf den damaligen Niedergang der Tierwelt zurückzuführen ist. Insbesondere fanden sie heraus, dass von den 70 Gattungen, die in den Ablagerungen des Weißen Meeres gefunden wurden, nur 14 in den Nama-Formationen vorhanden sind, was auf einen relativ schnellen Verlust von 80 Prozent der Arten hindeutet. Dies zeigt ein Ausmaß, das mit Massensterben späterer Zeiten vergleichbar ist.
Anzeichen von Sauerstoffmangel
Wie das Team weiter berichtet, fanden sie beim Vergleich der Tiermerkmale ein interessantes Muster: Die Überlebenden der Zäsuren hatten ein relativ hohes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, wodurch sie vermutlich mehr Sauerstoff aus dem Wasser aufnehmen konnten. „Diejenigen, deren Körperstruktur darauf hindeutet, dass sie auf erhebliche Mengen an Sauerstoff angewiesen waren, scheinen vom Aussterben besonders hart getroffen worden zu sein. Dies legt nahe, dass dieses Aussterben durch Umweltveränderungen verursacht wurde, 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, Asteroideneinschläge und andere Ereignisse oder Kombinationen davon sind möglich”, sagt Evans. Unterschiedliche Szenarien könnten also zu einer geringeren Sauerstoffverfügbarkeit geführt haben, was sich in den Unterschieden widerspiegelte Tiere vor 550 Millionen Jahren und danach: „Grundsätzlich ist jedoch klar, dass abiotische Einflüsse einen signifikanten Einfluss auf die Diversitätsmuster in der mehr als 570 Millionen Jahre langen Geschichte der Tiere auf unserem Planeten hatten“, schreiben die Autoren.
Wie die Forscher schlussfolgern, könnte das Massensterben der Ediacara auch für die weitere Entwicklung des Lebens von erheblicher Bedeutung gewesen sein. Denn Wendepunkte in der Erdgeschichte gelten als wichtige Schritte in der Entwicklung des Lebens auf unserem Planeten. „Letztendlich könnte eine Aussterbewelle vor 550 Millionen Jahren den Weg für die Evolution der Tiere, wie wir sie heute kennen, geebnet haben“, sagt Evans.
Quelle: Virginia Tech, Artikel: Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.2207475119
