Jeder, der eine lange Autofahrt oder Fahrradtour unternommen hat, hat ein Produkt aus der Familie der Spurgewächse – Gummi – verwendet. Die Spurgewächse oder Euphorbiaceae umfassen wirtschaftlich wertvolle Pflanzen wie den Kautschukbaum, den Rizinusölbaum, den Weihnachtsstern und die Maniokpflanze. Neu identifizierte Fossilien aus Argentinien legen nahe, dass vor vielen Millionen Jahren eine Gruppe von Spurgewächsen ihre eigene Reise unternommen hat.
Aufgrund von klimatischen Veränderungen und Landbewegungen über Jahrtausende hinweg haben sich eine Gruppe von Spurgewächsen Tausende von Meilen von Südamerika nach Australien, Asien und Teilen Afrikas umgesiedelt, wie Forschungen unter der Leitung der Penn State Universität ergaben.
Die Ergebnisse, die im American Journal of Botany veröffentlicht wurden, legen nahe, dass die Macaranga-Mallotus-Klade (MMC) der Spurgewächse, die einen gemeinsamen Vorfahren und alle seine Nachkommen umfasst. Lange Zeit dachte man, dass sie asiatische Ursprünge hatte. Möglicherweise erschien sie zuerst in Südamerika, als es noch Teil von Gondwana war – dem Superkontinent, der Südamerika, Antarktika und Australien umfasste – bevor sie sich auf der ganzen Welt verbreitete.
“Unsere Studie liefert die ersten direkten fossilen Beweise für Spurgewächse im Gondwana-Südamerika”, sagte Peter Wilf, Professor für Geowissenschaften an der Penn State und Hauptautor der aktuellen Studie, und merkte an, dass diese Entdeckung im Gegensatz zur vorherrschenden Idee steht, dass die MMC in Asien entstanden ist.
“Aber wenn sie sich in Asien entwickelt hätten, wie in alles in der Welt wären sie dorthin gelangt, wo wir sie doch in 50 Millionen Jahre alten argentinischen Gesteinen gefunden haben? Stattdessen glauben wir, dass diese Spurgewächse den wandernden Kontinenten von Südamerika nach Asien und schließlich auf die andere Seite der Welt gefolgt sind. Man kann kaum weiter gehen, ohne den Planeten zu verlassen. Wir haben dieses Muster auch bei vielen anderen Pflanzengruppen beobachtet, die wir als Fossilien in Südamerika gefunden haben, wie zum Beispiel Kauribäume, Asiatische Chinkapin und Gelbholzbäume. Insgesamt ist dies die dramatischste Geschichte zur evolutionären Biogeografie, die ich je gesehen habe.” Laut Wilf haben sich die Euphorbiaceae-Pflanzen gut an verschiedene evolutionäre Herausforderungen in unterschiedlichen Umgebungen und Ökosystemen angepasst.
“Sie sind in tropischen Regenwäldern in Afrika, Südamerika und vor allem in Asien häufig anzutreffen, wo sie bei der Zählung der Bäume in einem Gebiet normalerweise die zweithäufigste Art sind”, erklärte er.
“Sie bilden einen großen Teil des Unterwuchses, der für den Regenwald und seine Tierwelt strukturell wichtig ist. Die MMC ist in den asiatischen Tropen weit verbreitet und ist entlang von Straßenrändern und in verbrannten Gebieten gut sichtbar. Ihre Pflanzen haben oft große, schirmartige Blätter, die reichlich Schatten spenden. Und sie liefern nahrhafte Samen als Nahrung für die dort lebenden Tiere.”
Die Spurgewächse umfassen mehr als 6.000 Arten, die hauptsächlich in den Tropen, aber auch in Wüsten und kalt temperierten Gebieten zu finden sind, wobei allein die MMC etwa 400 Arten umfasst. Aufgrund ihrer Häufigkeit in Südostasien und 23 Millionen Jahre alten Fossilien, die zuvor in Neuseeland gefunden wurden, galten die MMC-Pflanzen bislang als Pflanzengruppe der “Alten Welt” mit wahrscheinlich asiatischem Ursprung.
Die aktuelle Studie, die auf Fossilien basiert, die mehr als doppelt so alt sind wie die in Neuseeland gefundenen Exemplare, liefert erstmals Hinweise auf einen Ursprung der MMC-Spurgewächse in der “Neuen Welt” und fügt der Pflanzenfamilie nach Angaben der Wissenschaftler zwei neue Arten hinzu. Wilf und seine Kollegen vom Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICET) in Bariloche, Argentinien, sowie vom Museo Paleontológico Egidio Feruglio (MEF) und der Cornell University untersuchten 11 Blattfossilien und zwei zusammengesetzte Fruchtstandsfossilien, bei denen erhaltene Früchte und Samen an Zweigen erhalten waren.
Die Fossilien stammten von einer Fundstelle in Chubut, Argentinien, namens Laguna del Hunco, an der die Forscher seit Jahrzehnten Fossilien gesammelt haben. Die Datierung von vulkanischen Gesteinen an dieser Fundstelle ergab ein Alter von 52 Millionen Jahren, eine weltweite Warmzeit kurz vor der endgültigen Trennung von Gondwana.
Die Wissenschaftler untersuchten die detaillierten Merkmale der Blätter und Früchte und verglichen sie mit rezenten Exemplaren. Sie nahmen auch CT-Scans der Fruchtstände im Penn State Center for Quantitative Imaging vor. Die Scans erfassten Dichteveränderungen im Gestein und wandelten sie in dreidimensionale Bilder um, die die Forscher nutzten, um die Merkmale der Früchte zu untersuchen, einschließlich winziger, paarweise angeordneter Samen in den Früchten, die an der Oberfläche kaum sichtbar waren.
Die Forscher stellten fest, dass die Merkmale der fossilen Früchte und Blätter nur bei MMC-Spurgewächsen vorkommen und identifizierten sie als zwei neue Arten. Sie benannten die Fruchtstände nach dem verstorbenen Rodolfo Magín Casamiquela, einem argentinischen Wirbeltierpaleontologen und Anthropologen, der eines der Exemplare möglicherweise bereits in den 1950er Jahren gesammelt hatte, sowie die Blattart nach Kirk Johnson, einem Paläobotaniker und Direktor des Smithsonian National Museum of Natural History, der das erste der Blattfossilien in den 1990er Jahren entdeckt hatte.
“Die MMC ist weit verbreitet, aber vor dieser Forschung wurden sie noch nie in Amerikas freier Natur gefunden”, sagte Wilf. “Dies ist das erste Mal, dass die MMC in der westlichen Hemisphäre, sei es in der Vergangenheit oder Gegenwart, zuverlässig dokumentiert wurde.”
Die Fossilien erzählen eine Geschichte über Umweltveränderungen, Plattentektonik und Biogeografie, also die Verbreitung von Pflanzen und Tieren auf der Welt, sagte Wilf. Die Pflanzen entstanden wahrscheinlich in Gondwana und entwickelten sich dort weiter. Mit der Zeit zogen sie sich zurück, als das Klima über Millionen von Jahren trockener und kälter wurde, und starben in der Antarktis und in Südamerika aus. Offenbar überlebten sie jedoch in Australien.
Gleichzeitig zerbrach der Superkontinent. Vor mehr als 40 Millionen Jahren löste sich Australien von der Antarktis ab und kollidierte vor 25 Millionen Jahren mit Südostasien, wodurch die wasserbedürftigen Pflanzen nach Neuguinea und in den südostasiatischen Regenwald gelangten.
“Immer wieder sehen wir, dass wir eine bedeutende Anzahl von australischen und asiatischen Regenwaldpflanzen bis nach Argentinien und West-Gondwana zurückverfolgen können”, sagte Wilf.
“Diese Fossilien zeigen uns, wie Pflanzen auf Umweltveränderungen reagieren. Wenn man ihnen Zeit und eine Fluchtroute gibt, wie Australien, als es von den antarktischen Breitengraden nach Asien wanderte, können sie der bevorzugten Umgebung folgen und weltweit gedeihen. Entwaldung und Umweltveränderungen heute, auch in Südostasien, wo unsere Gondwana-Überlebensarten leben, geschehen 100 bis 1.000 Mal schneller als vor Millionen Jahren, und Fluchtrouten wurden in Städte und Landwirtschaft umgewandelt.”
“Diese Fossilien dienen als Warnung aus der späten Vergangenheit, dass die natürliche Welt, von der wir abhängig sind, äußerst widerstandsfähig ist, aber mit uns nicht mithalten kann. Es ist nicht zu spät zu handeln und die schlimmsten Folgen zu vermeiden!”
Anmerkung von GeoHorizon: Was bedeutet “Spurge purge”?
Ein “Spurge-Purge” bezieht sich auf eine systematische Entfernung oder Beseitigung von Pflanzen der Gattung “Euphorbia”, die im Englischen auch als “spurge” bezeichnet werden. Es ist ein Fachbegriff, der verwendet wird, um eine Maßnahme zu beschreiben, bei der diese bestimmte Pflanzengattung aus einem bestimmten Gebiet entfernt, ausgerottet oder umgesiedelt wird, sei es aus ökologischen, landwirtschaftlichen oder anderen Gründen. In diesem Fall geht es um evolutionäre Gründe und die sich daraus ergebenden Vorteile.
Veröffentlichung: Peter Wilf et al, The first Gondwanan Euphorbiaceae fossils reset the biogeographic history of the Macaranga‐Mallotus clade, American Journal of Botany (2023). 10.1002/ajb2.16169
Quelle: off. PM der Pennsylvania State University
Titelbildunterschrift: (Links): Fossile Blätter mit Merkmalen, die identisch mit mehreren Arten von Macaranga sind. (Mitte): Früchte und Samen an fossilen Zweigen. (Rechts): Eine CT-Untersuchung eines fossilen Fruchtstandes, die Früchte und winzige, paarweise angeordnete Samen innerhalb der Früchte zeigt. (Fotos: Peter Wilf)
Pia Gaupels
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