Fossile Tiere: Wer sind sie? Wie sind sie dazu geworden?

Fossilien sind Zeugnisse der Vergangenheit, die viele Menschen faszinieren. Wissenschaftler nutzen sie, um die Vielfalt des vergangenen Lebens mehrere Millionen Jahre vor unserer Zeitrechnung besser zu verstehen. In diesem Artikel erklären wir, was fossile Tiere sind, wie sie entstehen und welche Bedeutung sie für die Wissenschaft haben.

Definition eines Fossils

Ein Fossil ist eine Spur oder ein Überrest eines antiken Organismus, der in Gesteinen konserviert ist. Die Fossilien sind daher sehr vielfältig: Knochen, Zähne, Muscheln, Fußabdrücke, Exkremente (Koprolithen) und sogar Haut- oder Federstücke. Letztendlich bieten sie uns einen Einblick in vergangene Leben, für diejenigen, die wissen, wie man sie analysiert und die Informationen, die sie uns liefern, entschlüsselt. Auch ihnen ist es zu verdanken, dass wir die Geschichte der Erde rekonstruieren können.

Verschiedene Arten von Fossilien

Fossilien gibt es in verschiedenen Formen, die jeweils etwas bieten konkrete Hinweise über antike Organismen und die Umgebungen, in denen sie lebten.

Vollständige Tierfossilien sind seltene und wertvolle Fälle. Diese Fossilien bieten einen detaillierten Einblick in die Anatomie ausgestorbener Tiere und manchmal sogar Informationen über ihre DNA. Das symbolträchtigste Beispiel sind gefrorene Mammuts, die in Sibirien und Alaska vorkommen. Diese Wollmammuts wurden in einwandfreiem Zustand im Eis gefunden. Wir finden öfter In Bernstein gefangene Insekten. Diese Exemplare sind oft so gut erhalten, dass sogar ihre Zellstruktur beobachtet werden kann.

Häufiger findet man Teilfossilien eines Organismus. Im Gegensatz zu den vorherigen Fällen, in denen die Weichteile erhalten bleiben, bleiben hier nur die Hartteile erhalten. Die organische Substanz verschwindet daher und es bleibt nur die übrig mineralische Bestandteile (Knochen, Zähne oder Muscheln). Allerdings ist die ursprüngliche Struktur selten perfekt erhalten. Verformungen (Dehnungen oder Abflachungen) oder Brüche (die dazu führen, dass sich Fossilien im Sediment verteilen) erschweren die Lesbarkeit der Überreste, geben aber Aufschluss über die Bestattungsbedingungen und den Gesteinsbildungsprozess. Wir beobachten auch mineralogische Veränderungen wie das Auffüllen von Hohlräumen durch Mineralien, den Ersatz des ursprünglichen Minerals durch ein anderes Mineral oder die Rekristallisation. Bei Knochen kommt es häufig vor, dass sie mit Mineralien (Kieselsäure oder Kalziumkarbonat) infiltriert werden, die die Knochen letztendlich in Stein verwandeln. Bei diesem Verfahren bleiben häufig feine Details der Knochenstruktur erhalten. Dasselbe gilt auch für Holz. Diese sind dann real Steinkopien Originalpflanzen.

Abdrücke und Abdrücke entstehen, wenn Organismen Abdrücke in Sedimenten hinterlassen, die verhärten und versteinern. A äußerer Schimmel entsteht, wenn der Organismus nach dem Vergraben zerfällt und im Gestein einen Hohlraum hinterlässt, der die Form des Organismus annimmt. A interner SchimmelWenn dieser Hohlraum dann mit Mineralien gefüllt wird, entsteht eine Gegenform, die eine Reliefnachbildung des Körperinneren erzeugt. Muscheln, Blätter und andere harte Teile können deutliche Abdrücke im Sediment hinterlassen. Diese Fossilien geben Aufschluss über die Form und manchmal sogar die inneren Strukturen von Organismen.

Schließlich können wir fossile Spuren zitieren oder Ichnofossilien, die nicht die Überreste von Organismen selbst sind, sondern die Spuren, die ihre Aktivitäten hinterlassen. Dabei kann es sich um Fußabdrücke von Dinosauriern, Säugetieren und anderen Tieren handeln. Dies gibt Aufschluss über ihr Verhalten, ihre Bewegungsgeschwindigkeit und sogar ihre sozialen Interaktionen. Von Tieren in Sedimenten gegrabene Höhlen können versteinern und Hinweise auf das Grabverhalten antiker Organismen und die Umweltbedingungen ihrer Zeit geben. Versteinerter Kot oder Koprolithen liefern Informationen über die Ernährung ausgestorbener Tiere und verraten, was sie gegessen haben, und manchmal sogar das Vorhandensein innerer Parasiten.

Wie werden Tiere zu Fossilien?

Die vollständige Versteinerung eines Tieres ist, wie bereits erwähnt, ein Prozess äußerst selten und schwierig. Wenn ein Organismus stirbt, zersetzt er sich tatsächlich schnell und wird zerstört. Die Fähigkeit eines Organismus zur Fossilisierung ist selbst sehr unterschiedlich. Es hängt mit dem Organismus selbst, aber auch mit der Ablagerungsumgebung zusammen.

Damit ein Tier eine Chance hat, zu einem Fossil zu werden, muss es so sein schnell nach seinem Tod von Sedimenten begraben. Diese schnelle Bestattung schützt die Überreste vor der Zersetzung durch Aasfresser oder Mikroorganismen. Die günstigsten Umgebungen sind solche, in denen es reichlich Sedimentablagerungen gibt, wie zum Beispiel Flussbetten, Seen und Meeresböden. Diese Sedimente verhindern, dass Sauerstoff zu den Überresten gelangt, und verlangsamen so den Zersetzungsprozess.

Auch die chemische Zusammensetzung der Umgebung ist von entscheidender Bedeutung. Wasser, das reich an Mineralien wie Kalzium, Kieselsäure und Phosphat ist, fördert die Mineralisierung organischer Gewebe. Diese Mineralien können in die Überreste eindringen und das organische Material nach und nach durch Stein ersetzen, ein Prozess, der Permineralisierung genannt wird.

Die Fossilisierung ist ein Prozess, der Millionen von Jahren dauert. Während dieser Zeit verdichten sich die Sedimentschichten über den Überresten und verwandeln sich in Sedimentgestein. Auch geologische Bedingungen und tektonische Bewegungen können den Prozess beeinflussen, indem sie Sedimente steigendem Druck und steigender Temperatur aussetzen, was die Mineralisierung fördert.

Bedeutung von Fossilien für die Wissenschaft

Fossilien liefern wertvolle Informationen, die Wissenschaftlern dabei helfen, antike Ökosysteme zu rekonstruieren, Evolutionsprozesse zu verstehen und Umweltveränderungen im Laufe der Zeit einzuschätzen.

Fossilien sind greifbare Beweise dafür die Evolution der Arten im Laufe der Zeit. Sie zeigen, wie sich Organismen über Millionen von Jahren verändert und an ihre Umwelt angepasst haben. Fossilien wie die des Archaeopteryx (der sowohl Merkmale von Dinosauriern als auch von Vögeln aufweist) zeigen die Zwischenstadien zwischen großen Gruppen von Organismen. Dies bestätigt Hypothesen über evolutionäre Zusammenhänge und spezifische Anpassungen. Durch den Vergleich der anatomischen Merkmale von Fossilien mit denen moderner Organismen können Wissenschaftler evolutionäre Abstammungslinien verfolgen. Fossilien zeigen auch, wie Arten Anpassungen entwickelten, um wechselnde Umweltbedingungen und Zeiten des Massenaussterbens wie der Dinosaurier zu überleben, und wie sich das Leben nach diesen katastrophalen Ereignissen erholte.

Biogeographie ist die Untersuchung der Verteilung von Arten über Zeit und Raum. Fossilien spielen eine grundlegende Rolle bei der Bereitstellung direkter Beweise für die frühere Verbreitung von Organismen. Fossilien ähnlicher Pflanzen und Tiere, die auf inzwischen entfernten Kontinenten gefunden wurden, stützen die Theorie der Kontinentalverschiebung. Beispielsweise wurden in Afrika und Südamerika Fossilien von Mesosaurus, einem Wasserreptil aus dem Perm, gefunden, was darauf hindeutet, dass diese Kontinente einst miteinander verbunden waren. Fossilien zeigen auch, wie Organismen als Reaktion auf den Klimawandel und die Bildung neuer geografischer Barrieren wanderten. Beispielsweise weisen Fossilien von Polartieren in heute gemäßigten Regionen auf Perioden der Vereisung hin. Fossilien helfen, Endemismus (auf ein bestimmtes geografisches Gebiet beschränkte Arten) und Artbildungsprozesse (Bildung neuer Arten) zu verstehen. Sie zeigen, wie geografische Isolation zur Artenvielfalt führte.

Fossilien sind auch so natürliche Archive
vergangene klimatische Bedingungen. Die Fossilien bestimmter Pflanzen- und Tierarten sind Klimaindikatoren, da diese Arten nur unter bestimmten klimatischen Bedingungen leben konnten. Riesenfarne und Laubbäume weisen beispielsweise auf warmes, feuchtes Klima hin. Fossilien zeigen natürliche Klimazyklen, etwa Eis- und Zwischeneiszeiten. Durch die Analyse von Meeresfossilien können Wissenschaftler auf Veränderungen der Meerestemperaturen und des atmosphärischen CO2-Gehalts schließen. Fossilien zeigen, wie sich der Klimawandel auf die Artenvielfalt auswirkte und zum Aussterben und zur evolutionären Strahlung (schnelles Auftauchen vieler neuer Arten) führte.

Schließlich dienen Fossilien alsDating-Tools, wodurch Geologen das relative Alter von Gesteinsschichten bestimmen können. Diese Methode ist für die Erstellung einer Zeitleiste der Erdgeschichte unerlässlich. Leitfossilien sind Arten, die in bestimmten geologischen Zeiträumen lebten und zur Datierung von Gesteinsschichten verwendet werden. Trilobiten sind beispielsweise Leitfossilien für das Paläozoikum. Das Vorhandensein dieser Fossilien in einer Gesteinsschicht weist auf ihr relatives Alter hin. Durch die Untersuchung der Abfolge der Gesteinsschichten und der darin enthaltenen Fossilien können Geologen die geologische Geschichte einer Region rekonstruieren. Dazu gehören Gebirgsbildung, Sedimentablagerungen und tektonische Ereignisse. Fossilien helfen dabei, Gesteinsschichten ähnlichen Alters auf der ganzen Welt in Beziehung zu setzen. Diese Korrelation ist entscheidend für die Erstellung einer globalen geologischen Zeitskala.

Der Vorteil versteinerter Tiere besteht darin, dass sie reich an Informationen sind und wenig Raum für wilde Fantasie lassen. Allerdings nicht, ohne die wildesten Begierden zu schüren. Das Projekt Woolly Mammoth Revival zielt darauf ab, das Wollhaarmammut wieder zum Leben zu erwecken. Mithilfe fortschrittlicher gentechnischer Techniken hoffen Wissenschaftler, Wollhaarmammut-Gene in Asiatische Elefanten, ihre nächsten lebenden Verwandten, einzufügen. Werden die Bewohner der fernen Vergangenheit in der Zukunft wirklich wieder zum Leben erwachen?

Von Laetitia Cochet – Veröffentlicht am 07.08.2024