Als sich die ersten Tiere in den Boden gruben

Der Meeresboden bietet heute ein reichhaltiges Biotop für Würmer, Schnecken, Muscheln und viele weitere Lebewesen. Doch wann gruben sich zum ersten Mal Tiere ins Sediment? In einer Fossilien-Lagerstätte in China sind Forschende auf Spuren gestoßen, die darauf hindeuten, dass Tiere den Meeresboden schon vor rund 550 Millionen Jahren eroberten – rund zehn Millionen Jahre früher als bisher angenommen. Die entdeckten Tunnel im Gestein stammen aus dem Ediacarium-Zeitalter. Sie legen nahe, dass die urzeitlichen Tiere mit ihren Grabaktivitäten die Lebensbedingungen am und im Meeresgrund tiefgreifend veränderten und damit die Grundlage für den Übergang in ein neues Zeitalter schufen, das Kambrium.

Lange bevor die ersten Tiere Knochen oder Schalen entwickelten, die sich als Fossilien erhalten konnten, hinterließen Lebewesen bereits Spuren. Ihre versteinerten Abdrücke liefern Paläontologen wichtige Hinweise zur Biologie und zum Verhalten früher Organismen und geben Einblicke in die Ökosysteme vor vielen Millionen Jahren. Ein bekannter Fundort für Spurenfossilien ist die Shibantan-Lagerstätte im Südosten Chinas. Die Gesteinsschichten stammen aus der Zeit vor etwa 550 bis 543 Millionen Jahren und liefern damit einen Einblick in die Endphase des Ediacarium. In diesem Zeitalter lebten im Meer und auf dem Meeresboden die ersten Gewebetiere. Das Sediment dagegen, so glaubte man bisher, war das Reich der Mikroorganismen, die dort dichte, einheitliche Matten bildeten.

Gänge im Sediment

Neu entdeckte Spurenfossilien aus der Shibantan-Lagerstätte legen nun jedoch nahe, dass sich bereits im Ediacarium wurmartige Lebewesen in den Meeresgrund hineinwagten – und damit die bis dahin unbehelligten Mikroorganismen erheblich störten. Zhe Chen und Yarong Liu von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Nanjing stießen in den bis zu 550 Millionen Jahre alten Gesteinsschichten auf dreidimensionale Gänge, die teils senkrecht in den Boden hineinführen, teils parallel zur Oberfläche verlaufen. Diese Spurenfossilien ordneten die Forschenden einer neuen Art zu, der sie den Namen Treptichnus streptosus gaben.

„Unsere Entdeckung offenbart wichtige Verhaltensinnovationen von der einfachen horizontalen Fortbewegung bis hin zur komplexen Sedimentdurchdringung“, erklären die Forschenden. Auch weitere Spurenfossilien zeugen davon, dass mehr und mehr wurmartige Tiere zu jener Zeit ins Sediment vordrangen. Dieses neue Verhalten hatte wahrscheinlich gravierende Konsequenzen für das damalige Ökosystem: „Das Aufkommen der dreidimensionalen Sedimenterkundung veränderte die benthische Ökodynamik grundlegend und störte die Stabilität der mikrobiellen Matten“, so das Team.

Grundstein für eine neue Ära

In der Folge starben viele Organismen aus, die das Ediacarium geprägt hatten – darunter nicht nur verschiedene Spezies von mattenbildenden Mikroorganismen im Meeresboden, sondern auch Arten, die von ihnen abhängig waren. „Diese Innovationen legten den Grundstein für die Wechselwirkungen zwischen Tieren und Sedimenten und katalysierten einen entscheidenden ökologischen Übergang, der der kambrischen Artenexplosion vorausging und diese erst ermöglichte“, schreiben die Forschenden.

Als formale Grenze zwischen Ediacarium und Kambrium gilt bisher das Auftreten eines anderen Spurenfossils der gleichen Gattung, Treptichnus pedum. Doch die aktuelle Studie belegt, das T. pedum bei weitem nicht die erste Art war, die sich in den Boden grub. Neben der neu entdeckten Spezies T. streptosus identifizierten die Autoren auch zahlreiche andere Treptichnus-Arten. Demnach durchzogen wurmartige Lebewesen bereits rund zehn Millionen Jahre eher als bisher angenommen den Meeresboden mit ihren Gängen.

Quelle: Zhe Chen & Yarong Liu (Chinesische Akademie der Wissenschaften, Nanjing, China), Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.adx9449

© wissenschaft.de – Elena Bernard