„Geister“-Fossilien enthüllen Mikroorganismen, die uralte Ereignisse der Ozeanerwärmung überlebt haben
Beim Blick durch ein leistungsstarkes Mikroskop waren die Forscher schockiert, als sie die Eindrücke sahen, die einzelliges Plankton oder versteinertes Nanoplankton hinterließ, das vor Millionen von Jahren lebte – zumal sie etwas anderes analysierten.
„Die Entdeckung von Geisterfossilien war eine völlige Überraschung“, sagte der Studienautor Sam Slater, ein Forscher am Schwedischen Museum für Naturgeschichte in Stockholm.
„Wir haben tatsächlich fossile Pollen aus denselben Gesteinen untersucht. Ich hatte diese Art der Fossilienkonservierung noch nie zuvor gesehen, und die Entdeckung war doppelt überraschend, da die Fingerabdrücke in Hülle und Fülle von Gesteinen gefunden werden, in denen natürliche Nanofossilien knapp sind oder ganz fehlen.“
Als die Forscher Pollenkörner unter einem Rasterelektronenmikroskop untersuchten, sagten Slater, entdeckten sie „winzige Vertiefungen“ auf der Oberfläche der Pollen. Als sie mit Lupen tausende Male hineinzoomten, um die Krater zu sehen, bemerkten sie komplizierte Strukturen.
Diese Strukturen waren die Abdrücke, die von den Exoskeletten von Nanoplankton namens Coccolithophores hinterlassen wurden.
Dieses mikroskopisch kleine Plankton ist auch heute noch vorhanden und unterstützt die marinen Nahrungsnetze, liefert Sauerstoff und speichert Kohlenstoff in Meeresbodensedimenten. Der Coccolithophor umgibt seine Zelle mit einem Coccolith oder einer harten Kalkplatte, die zu Felsen versteinern kann.
Obwohl sie als Individuen klein sind, können sie Blumen produzieren, die wie Wolken im Ozean aussehen, die vom Weltraum aus gesehen werden können. Sobald sie sterben, treiben ihre Exoskelette nach unten, um auf dem Meeresboden zu ruhen. Wenn es sich ansammelt, können Exoskelette zu Steinen wie Kreide werden.
Geisterfossilien entstanden, als Meeresbodensedimente in Gestein umgewandelt wurden. Schlammschichten, die sich auf dem Meeresboden ansammelten, komprimierten die harten Saftplatten mit anderen organischen Stoffen wie Pollen und Sporen. Im Laufe der Zeit löste das in den felsigen Hohlräumen eingeschlossene saure Wasser die Säfte auf. Was bleibt, ist der Abdruck im Stein, den sie einst hinterließen.
„Die Erhaltung dieser gespenstischen Nanofossilien ist wirklich bemerkenswert“, sagte der Co-Autor der Studie, Paul Bowen, Professor für Mikrobiologie am University College London, in einer Erklärung.
„Geisterfossilien sind sehr klein – etwa fünftausendstel Millimeter lang, fünfzehnmal schmaler als die Breite eines menschlichen Haares! – aber die Details der Originalplatten sind immer noch perfekt sichtbar, obwohl sie gegen die Oberflächen antiker organischer Materie gedrückt werden Platten selbst sind geschmolzen, sagte Bowen.
fülle eine Lücke
Frühere Untersuchungen stellten einen Rückgang dieser Fossilien während früherer globaler Erwärmungsereignisse fest, die sich auf die Ozeane auswirkten, was Wissenschaftler zu der Annahme veranlasste, dass Plankton möglicherweise durch die Versauerung der Ozeane und den Klimawandel im Allgemeinen negativ beeinflusst wurde.
Geisterfossilien erzählen eine ganz andere Geschichte und liefern eine Aufzeichnung, die zeigt, dass Koktophoren während der drei Ozeanerwärmungsereignisse vor 94 Millionen, 120 Millionen und 183 Millionen Jahren während der Jura- und Kreidezeit im Ozean reichlich vorhanden waren.
„Normalerweise suchen Paläontologen nur selbst nach Fossilien, und wenn sie keine finden, gehen sie oft davon aus, dass alte Planktongemeinschaften zusammengebrochen sind“, sagte die Mitautorin der Studie, Fifi Vajda, Professorin am Schwedischen Museum für Naturgeschichte, in einer Erklärung. .
„Geisterfossilien zeigen uns, dass uns der Fossilienbestand manchmal einen Streich spielt, und dass es andere Möglichkeiten gibt, wie dieses kalkhaltige Nanoplankton erhalten werden kann, was berücksichtigt werden muss, wenn man versucht, die Reaktionen auf den Klimawandel in der Vergangenheit zu verstehen.“
Die Forscher konzentrierten sich zunächst auf das Toarcian Oceanic Anoxic Event, als Vulkane vor 183 Millionen Jahren während des frühen Jura eine erhöhte Menge an Kohlendioxid in der südlichen Hemisphäre freisetzten und eine schnelle globale Erwärmung verursachten.
Wissenschaftler haben Geisterfossilien in Großbritannien, Japan, Deutschland und Neuseeland entdeckt, die mit diesem Ereignis in Verbindung stehen, sowie in Schweden und Italien gefundene Proben, die mit der Erwärmung der Ozeane vor 120 Millionen bzw. 94 Millionen Jahren in Verbindung stehen.
Das Verständnis von Geisterfossilien kann Forschern helfen, in anderen Lücken im Fossilienbestand nach ihnen zu suchen und Erwärmungsperioden in der Erdgeschichte besser zu verstehen.
tote Zonen
Das Plankton war nicht nur widerstandsfähig gegen hohe Temperaturen – es hat sich wirklich diversifiziert und gedeiht, was für andere Arten möglicherweise nicht gut war.
Große Planktonblüten sind kein Zeichen dafür, dass ein Ökosystem in Schwierigkeiten ist, aber wenn Blüten absterben und auf den Meeresboden sinken, verbraucht ihre Zersetzung Sauerstoff und entzieht ihnen das Wasser, wodurch möglicherweise Gebiete entstehen, in denen die meisten Arten nicht überleben können.
„Anstatt Opfer früherer globaler Erwärmungsereignisse zu werden, zeigen unsere Aufzeichnungen, dass die Ausbreitung von Plankton zur Ausweitung mariner Todeszonen beigetragen hat – Gebiete, in denen der Sauerstoffgehalt auf dem Meeresboden für die meisten Arten zu niedrig war, um zu überleben“, sagte Slater.
„Diese Bedingungen, da sich Todeszonen ausdehnen und Plankton sich vermehren, könnten in unseren sich erwärmenden Ozeanen weltweit immer häufiger auftreten“, fügte er hinzu.
Die aktuelle globale Erwärmung vollzieht sich schneller als diese historischen Ereignisse, und Slater glaubt, dass diese Studie zeigt, dass Wissenschaftler einen genaueren Ansatz benötigen, um vorherzusagen, wie verschiedene Arten auf den globalen Klimawandel reagieren werden, da nicht alle auf die gleiche Weise reagieren werden.
