3.2 Paläontologie; Fakten, die für Evolution sprechen

3.2.4 Ablauf der Evolution


Paläozoikum: Erdaltertum (544 x106 - 245 x106 Jahre) Erdzeitalter

Mit dem Paläozoikum oder Erdaltertum beginnt ein neues und biologisch bedeutsames Zeitalter der Erdgeschichte. Man unterteilt diese Zeit in 6 Abschnitte:

Während dieses Zeitalters entwickelten sich alle wichtigen Tierstämme, die Landpflanzen und die Landtiere. Es endete mit dem größten Massensterben aller Zeiten am Ende des Perm (vor ca. 245 MJ).

Unten links ist die Zunahme der Ordnungen am Ende des Präkambrium zu sehen. Sie ist beinahe exponentiell. Die aerobe Lebensweise der eukaryontischen Vielzeller scheint die zukunftsträchtige Erfindung der Evolution dieser Zeit gewesen zu sein.

Den Verlauf der Evolution während des Pakäozoikums zeigt auch die Abb. 47 am Beispiel mariner Muscheln.

Dabei ist die exponentielle Zunahme zu Beginn, der stationäre Verlauf mit einigen kleineren Massensterben und die dramatische Auslöschung am Ende des Paläozoikums bemerkenswert.

Ein weiteres Highlight war die Eroberung des Landes durch Pflanzen, die Sauerstoff photosynthtisch produzierten. Dazu benutzten sie das CO2 der Luft, das reichlich vorhanden war.

Als Folge entwickelten sich Landtiere, die den Sauerstoff verbrauchten und organische Stoffe an die Erde abgaben. Die Biomasse verlagerte sich nun vom Wasser aufs Land.

Dies veränderte die CO2-Konzentration der Atmosphäre drastisch, wie in der Abb. 50 zu sehen ist. Der Kurvenverlauf ist das Ergebnis eines geochemischen CO2-Modells. Die Balken zeigen den den Bereich von Paläo-CO2 Messungen aus Kalkböden. Durch das Pflanzenwachstum stieg der Kohlenstoffgehalt der Böden und dadurch der Carbonatgehalt der Meere drastisch an. Dies führte zu einem kleineren CO2-Gleichgewicht in der Atmosphäre.

Während des Paläozoikums kam es zwei mal zu einer weltweiten Eiszeit. Im Perm entwickelten sich dann viele Pflanzenfresser, die ein Gegengewicht zu den CO2-aufnehmenden Landpflanzen bildeten.

Das Ende des Paläozoikums ist durch ein extremes Massensterben gekennzeichnet, bei dem (geschätzt) 99% aller Arten ausstarben. Die Ursache ist noch spekulativ. Vielleicht haben Meteoriteneinschläge oder sibirische Vulkanausbrüche eine Klimaänderung herbeigeführt.

Paläozoikum: Kambrium (544 x106 - 505 x106 Jahre)

Erdzeitalter

Flora und Fauna

Das Kambrium ist durch die rasante Entwicklung fast aller wichtiger Tierstämme gekennzeichnet, die man als Kambrium-Explosion bezeichnet (siehe Abbildung oben). Am Ende dieser Periode existierten alle Hauptstämme, wie

Schwämme, Würmer, Bryozoen (Moostierchen), Hydrozoen, Armfüßer, Weichtiere (darunter die Gastropoden und Vorläufer des Nautilus), primitive Gliederfüßer (beispielsweise Trilobiten) und gestielte Stachelhäuter.

Eine Ausnahme waren die Wirbeltiere, sie entwickelten sich erst im Ordovizium.

Bekannteste Fossilien sind die heute ausgestorbenen Trilobiten (siehe links). Schon unsere Vorfahren kannten diese Fossilien. Man fand in einer prähistorischen Siedlung in Arcy-sur-Cure in Frankreich einen 15 000 Jahre durchbohrte Trilobiten, der als Amulett verwendet wurde. Sie gehören als Vertreter der Arthropoden (Gliedertiere) zu den am besten studierten paläontologischen Organismen.

Sie starben vor ca. 245 Millionen Jahren aus.

Paläozoikum: Ordovizium (505 x106 - 440 x106 Jahre)

Erdzeitalter

Flora und Fauna

Das Leben war deshalb anders als im Kambrium. Typische Fossilien sind Trilobiten, Muscheln , Brachiopoden und kieferlose Fische als erste Wirbeltiere (Vertebraten).

In den Ozeanen waren Algen weit verbreitet. vermutlich fand die erste Besiedlung des Landes durch Pflanzen statt.

Gegen Ende dieses Zeitalters fand ein großes Massensterben statt.

Szene aus dem ordovizischen Meer

Im Ordovizium gab es ca. 200 verschiedene Arten von Brachiopoden (Armfüßer). (Fossil siehe Abb. 55 unten) Dies sind marine Tiere, die wie Muscheln aussehen, besitzen aber eine davon unterschiedliche Anatomie. Man findt sie heute eher selten in kalten Ozeanen in den Polarregionen.  

Ebenfalls typische Fossilen aus dieser Zeit sind Graptolithina (oder Graptoliten) siehe Abb. 55. Sie gehören zu den Hemichordaten und sehen meist wie Sägeblätter aus.Sie besitzen eine röhrenförmigen Querschnitt mit sägezahnartigen Ausläufern.

Gegen Ende des Zeitalters registrierten die Forscher ein Massensterben tropischer mariner Tiere (Bryozoen und Brachiopoden), vermutlich durch Abkühlung des Klimas (siehe 1. globale Kaltzeit im Paläozoikum), Vereisung und Fallen des Meerespiegels.

Paläozoikum: Silur (440x106 - 410x106 Jahre)

Erdzeitalter

Flora und Fauna

In den silurischen Ozeanen waren Crinoide (z. B Seelilien = keine Pflanzen!), Brachiopoden, und Korallen weit verbreitet. Sie bildeten die ersten Riffe. Auch traten kieferlose Fische verstärkt auf genauso wie die ersten Süßwasserfische und Kiefer besitzende Fische. Daneben findet wiederum Trilobiten, Graptoliten, Conodonten, Stromatoporoide, Muscheln und andere Molusken.

Im Silur fand wohl die erste größere Besiedlung des Landes durch Pflanzen und Tiere statt.
Unter den Pflanzen sind Fossilien der Gattung Cooksonia bekannt (siehe links), ein Gruppe Pflanzen mit verzweigten Sprossen und Sporangien an den Sprossenden.

Auch fand man Fossilien der ersten Spinnenartigen. In Abb. 58 ist ein fossiler Psilophyt (Urfarne= Gabelblattgewächse) zu sehen, kleine Pflanzen des mittleren Silurs mit horizontalen Trieben über der Erdoberfläche und vertikalen Sprossen mit Sporangien.

In den Meeren fand man Ostracodermi mit verknöcherter Haut. Diese kieferlosen Fische waren kleine (20cm) Süßwasserfische mit einem knorpeligen Endoskelett mit Knochenplatten. Mit ihrem muskulösen Schlund saugten sie die Nahrung auf und erledigten den Gasaustausch.

 

Hinweis:

Wenn Sie auf den Button Erdzeitalter klicken, wird zum besseren Überblick eine Übersicht über die gesamte Erdgeschichte eingeblendet!

 

 

 

 

 

Abb. 47

Entwicklung im Paläozoikum

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 48

Artenentwicklung im Paläozoikum

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 49

Kambriumexplosion

 

 

 

 

 

 

Abb. 50

Entwicklung der CO2-Konzentration und Temperatur

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 51

Massensterben im Paläozoikum

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abb. 52

Tektonik und Paläoklima im Kambrium

Kambrium


Oben die Landmasse im Kambrium
(
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Im Kambrium lag die Landmasse hauptsächlich als ein Kontinent namens Gondwana vor. Er umfasste die Urformen der vier heutigen südlichen Kontinente Afrika, Südamerika, die Antarktis und Westaustralien, außerdem Indien, Teile des heutigen Mexiko und Florida, Südeuropa und wahrscheinlich auch China. Große Teile waren durch flache Seen überflutet.

 

Abb. 53

Trilobiten

 aus verschiedenen Meeren des Kambrium
(links Tschechien, rechts Australien)

 

Abb. 54

Tektonik und Paläoklima im Ordovizium

Ordovizium


Oben die Landmasse im Ordovizium
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Im Ordovizium fanden häufig Vulkanausbrüche statt, aus deren Lava und Asche sich typische Gesteine bildeten. Die Kontinente wurden oft überschwemmt, überhaupt fand Ende dieses Zeitalters die größte Überflutung aller Zeiten statt. Ende des Ordoviziums war eine der kältesten Zeitabschnitte überhaupt. Der südliche Teil von Gondwana war eisbedeckt.

 

Abb. 55

Meer im Ordovizium

 Szene aus dem ordovizischen Meer mit Trilobiten und Quallen

Brachiopode (Armfüßer)

Graptolithina


Abb. 56

Tektonik und Paläoklima im Silur

Silur
Oben die Landmasse im Silur
(
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Das Silur ist weniger durch Vulkanausbrüche sondern durch Abschmelzen des Eises und Ansteigen des Meeresspiegels gekennzeichnet. Die silurische Welt bestand aus einem riesigen Meer im nördlichen Polarbereich und dem Superkontinent Gondwana mit einem Ring von ca. 6 Kontinenten. Das Klima war relativ stabil.

Abb. 57

Meer im Silur

ein typisches silurisches Korallenriff mit Seelilien und Kopffüßlern

versteinerte Seelilien

 

Abb. 58

Cooksonia

 

Abb. 59

fossiler Psilophyt (Silur)

 

 

Abb. 60

Ostracoderm

 

Weiterführende Quellen:

Evolution

http://www.ucmp.berkeley.edu/
http://rainbow.ldeo.columbia.edu/courses/v1001/6.html
http://www.iup.edu/~rgendron/bi112-a.htmlx
http://www.nap.edu/readingroom/books/evolution98/contents.html
HTTP://biology.fullerton.edu/courses/biol_404/web/hol/hol_ch1.html

Fossilien, Gestein und Zeit

http://pubs.usgs.gov/gip/fossils/contents.html

Fossilien

http://geology.er.usgs.gov/paleo/groups.shtml

http://www.geology.wisc.edu/~museum/

Lebende Fossilien

http://www.palaeo.de/edu/lebfoss/ausstellung/index.html

Präkambrium, Geologie

http://rainbow.ldeo.columbia.edu/courses/v1001/7.html

Präkambrium Organismen

http://www.ucmp.berkeley.edu/vendian/critters.html

Leben im Kambrium

http://www.ucmp.berkeley.edu/cambrian/camblife.html

Ordovizium

http://www.ucmp.berkeley.edu/ordovician/ordovician.html

Leben im Silur

http://www.ucmp.berkeley.edu/silurian/silulife.html

Paläozoikum (Online)

http://www.gpc.peachnet.edu/~pgore/geology/historical_lecture/historical_outline.php

Karten der Erde der Vorzeit

http://www.scotese.com/

Erdgeschichte, Geologie

http://pubs.usgs.gov/gip/geotime/contents.html