Stephen Pates, Forscher an der University of Oxford, hat Geheimnisse aus den alten Ozeanen entdeckt. Mit Dr. Rudy Lerosey-Aubril von der New England University (Australien) hat er fossiles Material, das vor über 25 Jahren in den Bergen von Utah in den USA gesammelt wurde, genauestens untersucht. Die Ergebnisse, die jetzt in Nature Communications veröffentlicht wurden, zeigen weitere Beweise für die große Komplexität der ältesten Tierökosysteme der Erdgeschichte.
Zwanzig Stunden Arbeit mit einer Nadel waren nötig, bis man zahlreiche, mikroskopisch kleine, haarähnliche Strukturen entdeckt hat, die als Setae bekannt. Die Entdeckung eines Stirnanhangs mit feinen Filterhärchen hat es den Forschern ermöglicht, das Fossil als Radiodonten – einer ausgestorbene Gruppe von Stamm-Arthropoden und entfernten Verwandten moderner Krabben, Insekten und Spinnen – sicher zu identifizieren.
“Unsere neue Studie beschreibt Pahvantia hastasta, einen längst ausgestorbenen Verwandten moderner Arthropoden, der sich von mikroskopisch kleinen Organismen in der Nähe der Meeresoberfläche ernährten”, sagt Stephen Pates. “Wir fanden heraus, dass er ein feines Netz verwendete, und so sehr viel kleineres Plankton fangen konnten, als jedes andere bekannte Schwimmtier mit vergleichbarer Größe aus der Zeit des Kambrium. Das zeigt, dass große freischwimmende Tiere vor über einer halben Milliarde Jahren dazu beigetragen haben, die Diversifizierung des Lebens auf dem Meeresboden voranzutreiben.
Ursachen der kambrischen Explosion – das schnelle Auftauchen eines Fossilbestands einer vielfältigen Tierfauna vor etwa 540 – 500 Millionen Jahren – bleiben heiß diskutiert. Obwohl es wahrscheinlich eine Kombination von mehreren Umweltfaktoren war, spielte die Einrichtung eines Systems zur Übertragung von Energie aus dem Bereich der Primärproduktion (der Oberflächenozean) auf den der höchsten Diversität (Meeresboden) eine entscheidende Rolle.
Obwohl Pahvantia für einen Radiodonten (FIG) relativ klein war, war es 10-1000 Mal größer als jeder mesoplanktonische Primärverbraucher und hätte somit den Energietransfer von den Oberflächenozeanen in die Tiefsee wesentlich effizienter gemacht. Primärproduzenten wie einzellige Algen sind so klein, dass sie, sobald sie tot sind, lokal recycelt werden und erst gar nicht in die Tiefsee gelangen. Im Gegensatz dazu produzieren große Tiere wie Pahvantia, die sich von ihnen ernährten, große Fäkalpellets und Schlachtkörper, die schnell absinken und den Meeresboden erreichen konnten, wo sie Nahrung für am Boden lebende Tiere werden.
Der goldene Beitrag der Amateursammler
Die Präsenz von Pahvantia im Kambrium von Utah ist seit Jahrzehnten bekannt, dank der Bemühungen der lokalen Amateursammler Bob Harris und der legendären Gunther Familie.
“Diese Arbeit bietet auch die Gelegenheit, den außergewöhnlichen Beitrag von Amateursammlern zur modernen Paläontologie zu ehren”, erklärt Stephen. “Ohne ihre unermüdlichen Bemühungen, ihr Wissen und ihre Großzügigkeit wären Tausende von Exemplare, die Hunderte neuer Arten repräsentieren, der Wissenschaft unbekannt.”
Bob Harris soll Gerüchte zufolge ein Jobangebot der CIA abgelehnt haben, stattdessen ein Fossiliengeschäft und eine Reihe von Steinbrüchen in der spektakulären House Range, Utah, eröffnet haben. Er entdeckte die ersten Exemplare von Pahvantia in den 1970er Jahren und spendete sie Richard Robison, einem führenden Experten für kambrisches Leben von der Universität von Kansas.
Die Familie Gunther ist berühmt für ihre umfangreichen Fossiliensammlungen in Utah und Nevada. Über ein Dutzend Arten wurden zu Ehren ihrer Beiträge zur Paläontologie benannt, da sie im Laufe der Jahre Tausende von Exemplare mit Museen und Schulen geteilt haben. Darunter befanden sich Exemplare von Pahvantia, die zwischen 1987 und 1997 freigelegt wurden. Diese Exemplare wurden dem Kansas University Museum für Invertebraten-Paläontologie (KUMIP) übergeben und zum ersten Mal in unserer Studie beschrieben.
“Ich habe das KUMIP im ersten Jahr meiner Promotion besucht”, sagt Stephen. “Es war großartig, eine so fantastische Sammlung von Fossilien aus dem Kambrium von Utah und Nevada zu erkunden.”
Die Studie hat die aktuellste Analyse der evolutionären Beziehungen zwischen Radiodonten erstellt. Es zeigt sich, dass sich die Filterfütterung in dieser Gruppe, die ansonsten im Wesentlichen aus Furcht einflößenden Räubern wie Anomalocaris canadensis aus dem Burgess Shale in Kanada bestand, in dieser Gruppe möglicherweise zweimal ausbreitete.
Pahvantia trägt zu einer ständig wachsenden Menge an Beweisen bei, dass Radiodonten in der Struktur der kambrischen Ökosysteme von entscheidender Bedeutung sind, in diesem Fall die primären Produzenten der Oberflächengewässer mit der sehr unterschiedlichen Fauna auf dem Meeresboden verbinden. Es zeigt auch, wie wichtig Sammlungen in Museen wie das KUMIP und lokale Sammler wie Bob Harris und die Familie Gunther sind, um neue und aufregende Erkenntnisse über das frühe Tierleben zu entdecken.
Veröffentlichung: Rudy Lerosey-Aubril, Stephen Pates: New suspension-feeding radiodont suggests evolution of microplanktivory in Cambrian macronekton,Nature Communicationsvolume 9, Article number: 3774 (2018) (PDF)
Quelle: off. Pm der University of Oxford
Titelbildunterschrift: Künstlerische Lebendrekonstruktion von Pahvantia Hastasta (Bildnachweis: Masato Hattori)
Pia Gaupels
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