Wie sich die Erdatmosphäre im Lauf der vergangenen Jahrtausende verändert hat, lässt sich aus den fossilen Überresten von Fleischfressern wie Wölfen zuverlässiger ablesen als Material von Bäumen. Das sagen amerikanische Wissenschaftler nach Vergleichen des in Biomasse enthaltenen Kohlenstoffs mit Messwerten aus Luftblasen, die im Eis von Gletschern eingeschlossen waren. Der in der Luft enthaltene Kohlenstoff bildet zunächst Biomasse in Pflanzen und gelangt über die Nahrungskette schließlich bis zum Wolf, erklären die Forscher das Prinzip.
In ihren Tests bestimmten die Forscher das Verhältnis der beiden Kohlenstoffisotope 13C und 12C, den häufigsten Erscheinungsformen von Kohlenstoffatomen auf der Erde. Am bekanntesten ist das radioaktive Kohlenstoffisotop 14C, das für die Altersbestimmung verwendet wird. Doch auch das Verhältnis von 13C und 12C nutzen Wissenschaftler bei der Erforschung der Klima- und Vegetationsgeschichte der Erde. Aus dessen Veränderungen lassen sich beispielsweise Rückschlüsse ziehen, wie viel Kohlenstoff die Wälder aus der Atmosphäre aufgenommen haben oder wie sich der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre verändert hat.
Bislang bezogen Wissenschaftler ihre Daten über dieses für die jeweilige Epoche typische Isotopenverhältnis vor allem aus Pflanzenüberresten. Zuverlässiger sind die Messungen jedoch, wenn der beispielsweise in Knochen von Wölfen eingebaute Kohlenstoff untersucht wird, haben Studienleiter Joseph Bump und seine Kollegen nun gezeigt. Der Grund liegt in der großen Bandbreite von Pflanzen, deren durchschnittliches Kohlenstoffverhältnis mit einer einzigen Probe aus dem Fleischfresser erfasst werden kann: Die Pflanzen nehmen bei der Photosynthese Kohlenstoff aus der Luft auf und lagern es als Biomasse ein. Diese wird wiederum von verschiedenen Pflanzenfressern aufgenommen, die schließlich von Wölfen gefressen werden.
So überträgt sich der typische Fingerabdruck des Kohlenstoffverhältnisses von einer großen Menge von Pflanzen auf den Fleischfresser. Das ermöglicht eine höhere Genauigkeit, als das Kohlenstoffverhältnis aus fossilen Pflanzenüberresten zu bestimmen, konnten die Forscher zeigen. Eine ähnlich hohe Genauigkeit erzielten die Wissenschaftler mit Proben aus großen Pflanzenfressern wie Bisons oder Elchen. In ihren Versuchen hatten sie die Isotopenverhältnisse von bis zu 30.000 Jahre alten Überresten von Bäumen, Elchen, Bisons und Wölfen untersucht.
Joseph Bump (Technischen Universität von Michigan in Houghton) et al.: Proceedings of the Royal Society B, Online-Vorabveröffentlichung, DOI: 10.1098/rspb.2007.0700 ddp/wissenschaft.de ? Ulrich Dewald
