Ein früher Paukenschlag in der tierischen Evolutionsgeschichte zeichnet sich ab: Vor etwa 550 Millionen Jahren könnte Sauerstoffmangel zum ersten Massenaussterben geführt haben, geht aus einer Studie hervor. Vergleichende Untersuchungen von Fossilienfunden vor und nach der Zäsur im Ediacarium-Zeitalter legen nahe, dass damals etwa 80 Prozent der Tiere verschwanden. Dabei scheinen besonders diejenigen betroffen gewesen zu sein, deren Körpermerkmale auf einen vergleichsweise hohen Sauerstoffbedarf schließen lassen. Zu einer mangelnden Verfügbarkeit des Lebenselixiers könnten verschiedene Prozesse geführt haben, sagen die Forscher.
Es gilt als die Ära, in der die ersten komplexen tierischen Lebewesen entstanden: Das Ediacarium umfasst den Zeitraum von vor 635 Millionen Jahren bis zum Beginn des Kambriums – vor 539 Millionen Jahren. Es ist das früheste Zeitalter, aus dem Fossilien von Tieren bekannt sind, die sich mit bloßem Auge erkennen lassen. Es handelte sich dabei um teils skurril wirkende Wasserorganismen, die sich deutlich von heutigen Lebewesen unterschieden. Die Spuren dieser Ediacarium-Fauna sind unter anderem in Ablagerungen zu finden, die zwei Perioden zugeordnet werden können: „White Sea“, vor 560 bis 550 Millionen Jahren, und „Nama“, vor 550 bis 539 Millionen Jahren. Auffällig ist dabei: In den Nama-Ablagerungen wurden weniger Arten als in den White-Sea-Fundorten entdeckt.
Massenaussterben bestätigt
Worauf der Unterschied zurückzuführen ist, blieb allerdings unklar: Ein Massenaussterben schien sich abzuzeichnen, doch möglicherweise war es in den älteren Ablagerungen auch nur zu besseren Erhaltungsbedingungen gekommen. “Es wurde bereits vermutet, dass es zu dieser Zeit zu einem Aussterben gekommen war, aber dies blieb spekulativ. Deshalb haben wir alle verfügbaren Informationen zusammengetragen, um diese Erklärung zu überprüfen”, sagt Erstautor Scott Evans von der Virginia Tech in Blacksburg. Im Rahmen ihrer Studie untersuchten und verglichen Evans und seine Kollegen dazu systematisch die fossilen Spuren in den Nama- und White-Sea-Ablagerungen. Ihr Fokus lag dabei auf Hinweisen auf mögliche Unterschiede bei den Fossilierungsbedingungen und was die erhaltenen Lebewesen charakterisierte.
Wie die Forscher berichten, ging aus ihren Ergebnissen grundlegend hervor, dass es wohl kaum Unterschiede bei der Entstehung der beiden Ablagerungen mit den Ediacarium-Fossilien gegeben hat. Vermutlich waren sich die beiden Ökosysteme auch grundlegend ähnlich. Die Wissenschaftler gehen deshalb davon aus, dass die geringere Artenvielfalt in der Nama-Formation nicht auf eine Verzerrung, sondern tatsächlich auf einen Schwund in der damaligen Tierwelt zurückzuführen ist. Konkret stellten sie fest: Von den 70 Gattungen, die in den White-Sea-Ablagerungen zu finden sind, gibt es nur 14 in der Nama-Formation, was auf einen relativ schnellen Verlust von 80 Prozent der Arten hindeutet. Damit zeichnet sich ein Ausmaß ab, das mit den Massenaussterbe-Ereignissen späterer Zeiten vergleichbar ist.
Hinweise auf Sauerstoffmangel
Wie das Team weiter berichtet, stießen sie bei den Vergleichen der Merkmale der Tiere auf ein interessantes Muster: Die Überlebenden der Zäsur besaßen ein vergleichsweise großes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, was ihnen vermutlich eine verbesserte Sauerstoffaufnahme aus dem Wasser ermöglichte. “Diejenigen, deren Körperbau darauf hindeutet, dass sie auf erhebliche Mengen an Sauerstoff angewiesen waren, scheinen von dem Massenaussterben besonders stark betroffen gewesen zu sein. Dies deutet darauf hin, dass dieses Aussterbeereignis auf Umweltveränderungen zurückzuführen war, wie die anderen in der geologischen Geschichte ebenfalls”, sagt Evans.
Doch was könnte den Rückgang des Sauerstoffangebots verursacht haben? „Das können wir nicht genau sagen. Vulkanausbrüche, tektonische Plattenbewegungen, ein Asteroideneinschlag und weitere Ereignisse oder ihre Kombinationen kommen dabei in Frage”, so Evans. Verschiedene Szenarien könnten also zu der geringeren Verfügbarkeit von Sauerstoff geführt haben, die sich in den Unterschieden zwischen den Ediacarium-Tieren vor und nach der Zeit von vor 550 Millionen Jahren widerspiegelt. „Grundsätzlich wird aber deutlich, dass abiotische Einflüsse während der mehr als 570 Millionen Jahre dauernden Geschichte der Tiere auf unserem Planeten erhebliche Auswirkungen auf die Diversitätsmuster hatten”, schreiben die Autoren.
Wie die Wissenschaftler abschließend hervorheben, besaß das Ediacarium-Massenaussterben möglicherweise auch eine grundlegende Bedeutung für die weitere Entwicklung des Lebens. Denn die Zäsuren im Verlauf der Erdgeschichte sind als bedeutende Schritte in der Evolution des Lebens auf unserem Planeten bekannt. “Letztlich könnte die Aussterbewelle vor 550 Millionen Jahren den Weg für die Evolution der Tiere geebnet haben, wie wir sie heute kennen“, so Evans.
Quelle: Virginia Tech, Fachartikel: Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.2207475119
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