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375 Million Years of the Diversification of Life on Land: Shifting the Paradigm?

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Fossilbericht liefert Erkenntnisse zur Vielfalt vergangenen Lebens auf der Erde

Die sorgfältige Überprüfung des Fossilberichts hat dazu geführt, dass die Entwicklung des Lebens an Land neu überdacht und die Rolle des Massensterbens als Katalysator des Wandels erneut gewürdigt wurde.

Grundlagenforschung

Schätzungen zur Gesamtzahl von Arten auf der Erde reichen heute von 5 Millionen bis 100 Millionen oder mehr. „Die Mehrheit dieser Arten – vielleicht 75-95 % - lebt an Land,“ bemerkt Richard Butler, Projektkoordinator von TERRA und Professor für Paläobiologie an der Universität Birmingham, Vereinigtes Königreich. „Dies ist ein Paradoxon, wenn man bedenkt, dass Land nur einen Bruchteil der Erdoberfläche bedeckt und dass sich das Leben im Meer schon länger entwickelt hat als an Land.“ Die grundlegende Informationsquelle zur Artenvielfalt ist der Fossilbericht. Dieser wird seit langem verwendet, um Veränderungen der Artenvielfalt über lange geologische Zeiträume hinweg zu verfolgen. So herrscht beispielsweise die Ansicht vor, dass das Leben an Land heute viel vielfältiger und komplexer ist als zu irgendeinem anderen Zeitpunkt in der geologischen Vergangenheit. „Solche Narrative setzen voraus, dass wir in der Lage sind, die Artenvielfalt der Vergangenheit genau zu rekonstruieren“, sagt Butler. „Die Herausforderung besteht darin, dass der Fossilbericht stark verzerrt ist und dazu neigt, in jüngeren Zeitabschnitten besser erforscht und besser verstanden zu werden.“

Leben an Land

Das vom Europäischen Forschungsrat unterstützte Projekt TERRA versuchte herauszufinden, ob die Hypothese einer ständig wachsenden Artenvielfalt an Land richtig war oder ob es sich um ein Artefakt der Stichprobengewichtung handelte. Das Projekt verwendete Daten aus der Paläobiologie-Datenbank, einer Online-Forschungsressource, welche die gesamten fossilen Aufzeichnungen über das Leben auf der Erde zusammenfassen will. „Die Datenbank enthält Zehntausende von Datensätzen von an Land lebenden Tetrapoden, viergliedrigen Wirbeltieren, mit Informationen zu deren Fundort und deren geologischem Alter. Wir haben auch vergleichbare Analysen für Meerestiere durchgeführt, um Ähnlichkeiten und Unterschiede in den Mustern zwischen den beiden Gebieten zu verstehen.“ Butler und sein Team fanden überzeugende Belege dafür, dass die Hypothese der exponenziellen Diversifizierung an Land ein Artefakt der Stichprobengewichtung ist. Sie fanden heraus, dass das Niveau der Artenvielfalt an Land über lange geologische Zeiträume hinweg relativ stabil war. „Dies deutet darauf hin, dass es Einschränkungen bei der Diversifizierung gab“, fügt er hinzu. „Vielleicht beschränkte der Wettbewerb zwischen den Arten um vorhandene Ressourcen die Gesamtzahl der Arten, die in Ökosystemen vorkommen konnten.“ Das Projekt fand im Meer ähnliche Muster wie an Land. Der Fossilbericht zeigt auch deutlich, dass an Land und im Meer das Massensterben eine entscheidende Rolle bei der Störung dieser Stabilität spielte.

Aufzeichnungen aus der Vergangenheit

Diese Ergebnisse könnten das große Narrativ darüber, wie sich das Leben an Land über Hunderte von Millionen Jahren entwickelt hat, grundlegend verändern. „Sie stellen Konzepte in Frage, dass Ökosysteme heute wesentlich vielfältiger und komplexer sind, als sie es beispielsweise in der Kreidezeit waren,“ sagt Butler. „Und sie weisen auf die Rolle des Massensterbens nicht nur bei der Störung globaler Ökosysteme, sondern möglicherweise auch als Katalysator für eine Zunahme der Artenvielfalt hin. Dies tun sie durch die Schaffung von Chancen zur Diversifizierung neuer Tiergruppen.“ Das Team beschäftigt sich derzeit eingehender mit der Frage, wie Umweltveränderungen die Muster biologischer Vielfalt im Laufe geologischer Zeiträume beeinflussen. Diese Arbeit erfolgt in Zusammenarbeit mit Klimamodellierung. „Wir wenden dies zunächst auf Dinosaurier an, aber wir können hiermit potenziell mit vielen verschiedenen Arten fossiler Daten Erkenntnisse gewinnen,“ erklärt er. Butler glaubt, dass diese Arbeit eine weitere detaillierte Untersuchung der Muster und Triebkräfte der Artenvielfalt an Land vorantreiben wird. „Ich hoffe auch, dass wir den Reichtum von Ökosystemen der Tiefenzeit, von denen viele vielleicht ebenso komplex und vielfältig waren wie die, die wir heute sehen, besser schätzen lernen,“ schließt er.

Schlüsselbegriffe

TERRA, Fossilien, Evolution, Aussterben, Paläobiologie, geologisch, Tetrapoden, Artenvielfalt

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