Spence Shale (Idaho): Neu-entdeckte Art ausgestorbener Stachelhäuter liefert Erkenntnisse bezüglich evolutionärer Anpassung

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Mit ihrer aktuellen Arbeit, erschienen in Bulletin of Geosciences am 21.05.2019, präsentieren Rongqin Wen, Loren Babcock, Jin Peng und Richard Robinson die neu-entdeckte Art Totiglobus spencensis einer ausgestorbenen Klasse der Stachelhäuter (Edrioasteroidea) aus dem Spence Shale im Osten von Idaho, USA. Innerhalb der Untersuchungen erwies sich Totiglobus spencensis als die erste Art der Edrioasteroidea, die sich nicht an die Oberflächen von Sedimenten ansaugte, sondern die Fähigkeit besaß, sich an Hartsubstraten zu befestigen.

Das Kambrium zeichnet sich durch die Veränderung der marinen Ökosysteme – als Folge der kambrischen Explosion – aus. Damit einhergehend ist die Umstellung der Konsistenz der Sedimente, auf deren Oberfläche sich Stachelhäuter vor über 500 Millionen Jahren im Kambrium ansaugten und lebten. Trilobiten und weitere grabende Organismen sorgten dafür, dass diese Sedimente in den flachmarinen Ökosystemen immer instabiler wurden. Matten bestehend aus Cyanobakterien, die die Sedimente zusätzlich stabilisierten, dienten verschiedensten Schnecken als zuverlässige Nahrungsquelle. Diese Faktoren ließen die geeigneten Lebensräume der damaligen Stachelhäuter stetig schrumpfen, sodass diese vor der enormen Aufgaben standen, Substrate mit einer höheren Stabilität zu besiedeln, um nicht auszusterben.

Vor dem Fund von Totiglobus spencensis waren der Wissenschaft insgesamt zwei Arten bekannt, deren Lebensgewohnheiten sich stark voneinander unterschieden. Bei Totiglobus nimius handelt es sich um jene Exemplare, die mittels einer Saugvorrichtung die Oberfläche der flachmarinen Sedimente im frühen bis mittleren Kambrium besiedelten. Vertreter dieser Art sind im Chisholm Shale (Wuliuum; vor 509 bis 504,5 Millionen Jahren) im östlichen Nevada zu verzeichnen. Totiglobus lloydi besaß hingegegen die Fähigkeit, sich an harten Substraten zu befestigen und stammt aus der Marjum Formation (Drumium; vor 504,5 bis 500,5 Millionen Jahren) im westlichen Teil von Utah.

Das Auftreten der beiden Arten in unterschiedlichen geologischen Stufen des Kambriums, Wuliuum und Drumium, ließ die Möglichkeit vermuten, dass schon vor dem Auftreten von Totiglobus lloydi die Besiedlung auf Hartsubstrate stattgefunden hatte. Bestätigt wurde dies nun durch den Fund von Totiglobus spencensis aus dem Spence Shale im Süden von Idaho, mit einem geologischen Alter von 509 bis 504,5 Millionen Jahren (Wuliuum).

Geographische Verbreitung Totiglobus nimius (östliches Nevada, Chisholm Shale; Domke & Dornbos (2010), Zamora et al. (2017), Bell & Sprinkle (1978)), Totiglobus spencensis (westliches Utah, Spence Shale; Wen et al. (2019)) und Totiglobus lloydi (südöstliches Idaho, Marjum Formation; Robison et al. (2015), Sprinkle (1985)). Oben rechts: Geographische Lage der Bundesstaaten Idaho, Nevada und Utah in den Vereinigten Staaten von Amerika. (Bild entnommen aus Wen et al. (2019).

Ebenso wie Totiglobus lloydi waren Exemplare von Totiglobus spencensis in der Lage sich an Hartsubstrate zu befestigen, jedoch handelt es sich bei Totiglobus spencensis um die weitaus ältere Art. Bemerkenswert ist zudem das parallele Auftreten von Totiglobus spencensis und Totiglobus numius im Wuliuum. Den Forschern Rongqin Wen, Loren Babcock, Jin Peng und Richard Robinson blieb daher kein Zweifel, dass es sich bei Totiglobus spencensis um die erste Art handeln muss, der es möglich gewesen ist, sich an Hartsubstraten zu befestigen.

Bildquelle:
Wen R., Babcock L.E., Peng J. & Robison R.A. 2019. New edrioasteroid (Echinodermata) from the Spence Shale (Cambrian), Idaho, USA: further evidence of attachment in the early evolutionary history of edrioasteroids. Bulletin of geosciences. 94(1): 115-124

Literaturquelle:
Bell B.M. & Sprinkle J. 1978. Totiglobus, an unusual new edrioasteroid from the Middle Cambrian of Nevada. Journal of Paleontology. 52(2): 243–266.

Domke K.L. & Dornbos S.Q. 2010. Paleoecology of the middle Cambrian edrioasteroid echinoderm Totiglobus: Implications for unusual Cambrian morphologies. Palaios. 25(3): 209-214.
DOI 10.2110/palo.2009.p09-111r

Robison R.A., Babcock L.E. & Gunther V.G. 2015. Exceptional Cambrian fossils from Utah: a Window into the Age of Trilobites. Utah Geological Survey Miscellaneous Publication. 15(1): 1–97.

Sprinkle J. 1985. New edrioasteroid from the Middle Cambrian of western Utah. University of Kansas Paleontological Contributions. Paper 116: 1–4.

Wen R., Babcock L.E., Peng J. & Robison R.A. 2019. New edrioasteroid (Echinodermata) from the Spence Shale (Cambrian), Idaho, USA: further evidence of attachment in the early evolutionary history of edrioasteroids. Bulletin of geosciences. 94(1): 115-124.

Zamora S., Deline B., Álvaro J.J. & Rahman I.A. 2017. The Cambrian substrate revolution and the early evolution of attachment in suspension-feeding echinoderms. Earth-Science Reviews. 171: 478–491. DOI 10.1016/j.earscirev.2017.06.018

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