Strahlentierchen werden immer dünner – warum?

20. Mai 2009

Schlankheitswahn? Keineswegs! Der Paläontologe David Lazarus vom Museum für Naturkunde Berlin und seine Arbeitsgruppe haben herausgefunden, weshalb die Schalen der mikroskopisch kleinen Strahlentierchen, auch Radiolarien genannt, im Lauf der letzten 45 Millionen Jahre immer dünner wurden. Sowohl biologische als auch physikalische Steuerungsfaktoren sind für diese evolutionäre Entwicklung verantwortlich. Bisher waren die Wissenschaftler der Meinung, dass hauptsächlich physikalische Faktoren Einfluss haben. Die Erkenntnis ist für das allgemeine Verständnis der Faktoren, wie sich Organismen entwickeln und auf Veränderungen reagieren, von großer Bedeutung.


Was sind die Mechanismen der Evolution? Eine Theorie besagt, dass eine Art, wenn sie überleben will, keine andere Wahl hat, als besser zu sein als die andere in ihrem Lebensraum – ein regelrechtes Wettrüsten entsteht, in welchem die Lebewesen sich verändern, ohne dass sich ihre Umweltbedingungen verändern. Einer anderen Theorie zufolge müssen sich die Lebewesen an veränderte Umweltbedingungen anpassen – wer es schafft, der überlebt; wer nicht, stirbt aus. Gäbe es keine physikalischenVeränderungen, z.B. Klimaänderungen, gäbe es auch keine Evolution.


David Lazarus und seine Arbeitsgruppe untersuchten Radiolarien in 40 Proben aus bis zu 60 Millionen Jahre alten Gesteinsbohrkernen, die an verschiedenen Stellen der Weltozeane genommen wurden. Tausende der darin befindlichen Radiolarien wurden ausgelesen und vermessen. Radiolarien kommen ausschließlich im Meerwasser vor. Sie bevorzugen oberflächennahe Bereiche und benötigen zum Bau ihrer Skelette Siliziumdioxid, das sie dem Meerwasser entziehen – wenn sie können. Denn auch Kieselalgen, die in diesem Bereich leben, benötigen in riesigen Mengen dieses Biomaterial als Baustoff.
Vor 45 Millionen Jahren gab es viel Kieselalgen. Starben diese ab, sanken sie zu Boden und zersetzten sich. Da jedoch das Wasser in den Ozeanen sowohl in den oberen als auch unteren Schichten warm war, konnten sich die Wasserschichten gut durchmischen und das frei werdenden Siliziumdioxid wieder nach oben transportieren. Dort wurde es von den Radiolarien wieder in die Gerüstschalen eingebaut. Obwohl es viele Kieselalgen gab, stand auch genügend Baustoff für die Radiolarien zur Verfügung.


Vor 35 Millionen Jahren kam es zu einem Klimawandel, der dazu führte, dass das Meerwasser sich abkühlte und nur noch in den obersten Schichten vergleichsweise warm waren. Das absinkende Siliziumdioxid blieb daraufhin in den bodennahen, schweren und kalten Wasserschichten. Die Wasserdurchmischung fehlte. Beide Faktoren führten dazu, dass es den Radiolarien an Baustoff mangelte und sie immer dünnere, gerüstartigere Schalen bilden mussten. Heutige Radiolarien haben etwa nur noch ein Drittel so dicke Schalen wie die vor 45 Millionen Jahren ausgestorbenen dickschaligen Arten. Die Evolution der Radiolarien wurde also sowohl von biologischen Faktoren (Konkurrenz mit den Kieselalgen um das Siliziumdioxid) wie von physikalischen Faktoren (Mangel an Siliziumdioxid als Folge eines Klimawandels) beeinflusst.


Originalveröffentlichung: David B. Lazarus, Benjamin Kotrc, Gerwin Wulf, Daniela N. Schmidt: Radiolarians decreased silicification as an evolutionary response to reduced Cenozoic ocean silica availability. PNAS; doi:10.1073/pnas.0812979106

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Stand: 20.04.2011