Experten sagen, dass die Ergebnisse einer Studie über alte Zooplankton-Fossilien eine Warnung vor Massensterben liefern: Es gibt einen Wendepunkt, an dem dramatische Rückgänge der Populationen beginnen.

Die Forscher untersuchten fast 22,000-Fossilien und fanden heraus, dass sich die alten Plankton-Gemeinschaften auf wichtige Weise so sehr verändert haben wie 400,000 Jahre, bevor es zu massiven Absterben während des ersten der fünf großen Aussterbeereignisse der Erde kam.

Die Forschung, veröffentlicht in der frühen Ausgabe des Proceedings of the National Academy of Sciences, konzentrierte sich auf großes Zooplankton, das Graptolithen genannt wird. Es deutet darauf hin, dass die Auswirkungen der Umweltzerstörung subtil sein können, bis sie einen Punkt ohne Rückkehr erreichen.

"Bei der Betrachtung dieser Organismen sahen wir eine Störung der Gemeinschaftsstrukturen - die Art und Weise, in der das Plankton in der Wassersäule organisiert war. Vor dem massiven Aussterben selbst wurden die Gemeinschaften weniger komplex und von weniger Arten dominiert ", sagt Koautor H. David Sheets, Professor für Physik am Canisius College und assoziierter Forschungsprofessor an der Universität von Buffalo.

"Ich denke, wir müssen sehr besorgt sein, wo unsere derzeitigen Meeresgemeinschaften liegen könnten, oder wir könnten uns am Ende eines ähnlichen Ereignisses befinden - einem sechsten Massensterben, das in einer ganz anderen Welt lebt, als wir es uns wünschen."

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Diese Turbulenzen, die in einer Zeit des Klimawandels auftraten, könnten Lehren für die moderne Welt liefern, sagt Co-Autor Charles E. Mitchell, Professor für Geologie an der Universität in Buffalo.

Proben mit Graptolith-Fossilien, die in großen Mengen aus Nevada gesammelt wurden. (Kredit: Charles E. Mitchell)Die Verschiebungen fanden am Ende der Ordoviziumzeit vor einigen 450 Millionen Jahren statt, als der Planet von einer warmen in eine kältere Ära überging, was schließlich zu Vereisung und niedrigerem Meeresspiegel führte.

"Unsere Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Ökosysteme oft schrittweise und meist vorhersehbare Reaktionen auf Veränderungen in der physischen Umgebung hervorrufen - bis sie es nicht können. Dann sehen wir viel größere, abruptere und ökologisch disruptive Veränderungen ", sagt Mitchell. "Die Natur solcher Kipppunkt-Effekte ist schwer vorhersehbar und führte zumindest in diesem Fall zu großen und dauerhaften Veränderungen in der Zusammensetzung der Lebensgemeinschaften der Ozeane.

"Ich denke, wir müssen sehr besorgt sein, wo unsere derzeitigen Meeresgemeinschaften liegen könnten, oder wir könnten uns am Ende eines ähnlichen Ereignisses befinden - einem sechsten Massensterben, das in einer ganz anderen Welt lebt, als wir es uns wünschen."

Langes Rutschen in Richtung Vergessenheit

Wenn man das Massenaussterben in Betracht zieht, gibt es vielleicht die Versuchung, solche Ereignisse als schnell und plötzlich zu betrachten: In einem Moment in der Geschichte sind verschiedene Arten vorhanden, und die nächsten sind es nicht.

Dies könnte die Schlussfolgerung sein, die Sie ziehen würden, wenn Sie nur untersuchen würden, ob verschiedene Arten von Graptolithen in den Fossilienbeständen in den Jahren unmittelbar vor und nach dem Aussterben des Ordovizium vorhanden waren.

"Wenn Sie nur nachgesehen haben, ob sie anwesend waren - ob sie da waren oder nicht -, waren sie bis zum Aussterben dort", sagt Sheets. "Aber in Wirklichkeit hatten diese Gemeinschaften schon eine ganze Weile nachgelassen, bevor Arten ausstarben."

Die Forschung neckte diese Details heraus, indem sie 21,946-Fossilproben aus Gebieten von Nevada in den USA und dem Yukon in Kanada verwendete, die einstmals Meeresgründe waren, um ein Bild der Graptolith-Evolution zu zeichnen.

Die Analyse ergab, dass sich die Ozeanzirkulationsmuster Hunderttausende von Jahren vor dem Aussterben des Ordoviziums zu verschieben begannen, sodass die Graptolithengemeinschaften, die zuvor eine reiche Palette von Flach- und Tiefseearten beinhalteten, ihre Vielfalt und Komplexität verloren hatten.

Tiefwasser-Graptolithe wurden im Vergleich zu ihren Flachwassergegenstücken, die den Ozean dominierten, zunehmend seltener.

"Es gab weniger Arten von Organismen und die seltenen Organismen wurden seltener", sagt Sheets. "Nach einem Waldbrand in der modernen Welt könnten Sie vielleicht feststellen, dass weniger Organismen übrig sind - dass das Ökosystem nicht die gleiche Struktur und den gleichen Reichtum wie zuvor hat. Das ist das gleiche Muster, das wir hier sehen. "

Die schwindenden Tiefsee-Graptolithe waren Spezies, die sich auf die Gewinnung von Nährstoffen aus sauerstoffarmen Zonen des Ozeans spezialisierten. Ein Rückgang der Verfügbarkeit solcher Lebensräume könnte den Niedergang der Kreaturen ausgelöst haben, sagen Sheets und Mitchell.

"Temperaturveränderungen treiben tiefe Ozeanzirkulationen, und wir glauben, dass die Tiefsee-Graptolithen ihre Lebensräume verloren haben, als sich das Klima änderte", sagt Sheets. "Als sich die Natur der Ozeane veränderte, ging ihre Lebensweise verloren."

Die US-amerikanische National Science Foundation, der kanadische Wissenschaftsrat für Naturwissenschaften und Technik und die Tschechische Akademie der Wissenschaften unterstützten die Arbeiten. Die Studie war eine Partnerschaft zwischen Canisius, der Universität von Buffalo, der St. Francis Xavier Universität, der Dalhousie Universität und der Tschechischen Akademie der Wissenschaften.

Quelle: Universität in Buffalo

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