Das klimabedingte Massensterben, das noch niemand gesehen hatte – bis jetzt

Fossilien der Schlüsselgruppen, die zur Enthüllung des Eozän-Oligozän-Aussterbens in Afrika verwendet wurden, mit Primaten links, dem fleischfressenden Hyaenodont, oben rechts, Nagetier, unten rechts. Diese Fossilien stammen aus der Fayum Depression in Ägypten und werden in der Abteilung für fossile Primaten des Duke Lemur Center aufbewahrt. Bildnachweis: Matt Borths, Lemur Center der Duke University

Fossilien aus der Duke-Sammlung decken ein bisher unbekanntes Massensterben in Afrika auf.

Dreiundsechzig Prozent. Das ist der Anteil der Säugetierarten, die vor etwa 30 Millionen Jahren aus Afrika und der Arabischen Halbinsel verschwanden, nachdem sich das Klima der Erde von sumpfig zu eisig verändert hatte. Aber das erfahren wir erst jetzt.

Eine neue Studie, die jahrzehntelange Arbeit zusammenstellt, wurde diese Woche in der Zeitschrift veröffentlicht Kommunikationsbiologie berichtet über ein zuvor nicht dokumentiertes Aussterbeereignis, das dem Übergang zwischen den geologischen Perioden folgte, die als Eozän und Oligozän bezeichnet werden.

Diese Zeit war geprägt von einem dramatischen Klimawandel. In einem umgekehrten Bild dessen, was heute passiert, wurde die Erde kühler, Eisschilde weiteten sich aus, der Meeresspiegel sank, Wälder verwandelten sich in Grasland und Kohlendioxid wurde knapp. Fast zwei Drittel der damals in Europa und Asien bekannten Arten starben aus.

Es wurde angenommen, dass afrikanische Säugetiere möglicherweise unversehrt davongekommen sind. Afrikas mildes Klima und die Nähe zum Äquator könnten ein Puffer gegen den schlimmsten Abkühlungstrend dieser Zeit gewesen sein.

CT-Scans von Säugetierzähnen

Dental-CT-Scans zeigen, dass die Zähne von Säugetieren während des frühen Aussterbens des Oligozäns an Vielfalt verloren haben. Hier ist ein Beispiel für die dreidimensionale Zahnform eines unteren Molaren eines fossilen anomaluroiden Nagetiers. Kredit: Dorien de Vries, Universität Salford

Nun, zum großen Teil dank einer großen Sammlung von Fossilien, die in der Abteilung für fossile Primaten des Duke Lemur Center (DLCDFP) untergebracht sind, haben Forscher gezeigt, dass afrikanische Säugetiere trotz ihrer relativ milden Umgebung genauso betroffen waren wie solche aus Europa und Asien. Die Sammlung war das Lebenswerk des verstorbenen Elwyn Simons of Duke, der jahrzehntelang die ägyptischen Wüsten nach Fossilien durchkämmte.

Das Team, bestehend aus Forschern aus den Vereinigten Staaten, England und Ägypten, untersuchte Fossilien von fünf Säugetiergruppen: eine Gruppe ausgestorbener Fleischfresser, die Hyaenodonten genannt werden, zwei Nagetiergruppen, die Anomaluren (Schuppenschwanz-Eichhörnchen) und die Hystricognathen (eine Gruppe, die umfasst Stachelschweine und Nacktmulle) und zwei Primatengruppen, die Strepsirrhinen (Lemuren und Loris) und unsere eigenen Vorfahren, die Menschenaffen (Affen und Affen).

Von Sammeln von Daten zu Hunderten von Fossilien Von mehreren Standorten in Afrika aus war das Team in der Lage, evolutionäre Bäume für diese Gruppen zu erstellen, festzustellen, wann sich neue Linien verzweigen und das erste und letzte bekannte Auftreten jeder Art mit Zeitstempeln versehen.

Ihre Ergebnisse zeigen, dass alle fünf Säugetiergruppen im Bereich der Eozän-Oligozän-Grenze große Verluste erlitten haben.

“Es war ein echter Reset-Knopf”, sagte Dorien de Vries, Postdoktorandin an der University of Salford und Hauptautorin des Papiers.

Nach ein paar Millionen Jahren tauchen diese Gruppen im Fossilienbestand wieder auf, aber mit einem neuen Aussehen. Die fossilen Arten, die später im Oligozän, nach dem großen Aussterben, wieder auftauchen, sind nicht die gleichen, die zuvor gefunden wurden.

„Es ist ganz klar, dass es ein riesiges Aussterbeereignis und dann eine Erholungsphase gab“, sagte Steven Heritage, Forscher und digitaler Vorbereiter am DLCDFP der Duke University und Mitautor des Papiers.

Der Beweis liegt in den Zähnen dieser Tiere. Backenzähne können viel darüber aussagen, was ein Säugetier isst, was wiederum viel über seine Umgebung aussagt.

Die Nager und Primaten, die nach einigen Millionen Jahren wieder auftauchten, hatten andere Zähne. Dies waren neue Arten, die unterschiedliche Dinge fraßen und unterschiedliche Lebensräume hatten.

„Wir sehen einen enormen Verlust an Zahnvielfalt und dann eine Erholungsphase mit neuen Zahnformen und neuen Anpassungen“, sagte de Vries.

„Extinction ist in dieser Hinsicht interessant“, sagte Matt Borths, Kurator des DLCDFP der Duke University und Co-Autor des Papiers. „Es tötet Dinge, aber es eröffnet auch neue ökologische Möglichkeiten für die Linien, die in dieser neuen Welt überleben.“

Dieser Rückgang der Diversität, gefolgt von einer Erholung, bestätigt, dass die Eozän-Oligozän-Grenze als evolutionärer Engpass fungierte: Die meisten Linien starben aus, aber einige überlebten. In den nächsten Millionen von Jahren diversifizierten sich diese überlebenden Linien.

„Bei unseren anthropoiden Vorfahren ist die Diversität vor etwa 30 Millionen Jahren fast auf Null gegangen, so dass sie nur noch einen einzigen Zahntyp haben“, sagte Erik R. Seiffert, Professor und Vorsitzender des Department of Integrative Anatomical Sciences an der Keck School of Medicine of der University of Southern California, einem ehemaligen Doktoranden von Simons und leitender Co-Autor des Artikels. „Diese Zahnform der Vorfahren bestimmte, was im Hinblick auf die spätere Diversifizierung der Ernährung möglich war.“

„Es gibt eine interessante Geschichte über die Rolle dieses Flaschenhalses in unserer eigenen frühen Evolutionsgeschichte“, sagte Seiffert. „Wir hätten es fast nie gegeben, wenn unsere affenähnlichen Vorfahren vor 30 Millionen Jahren ausgestorben wären. Zum Glück haben sie es nicht getan.”

Ein sich schnell änderndes Klima war nicht die einzige Herausforderung für diese wenigen überlebenden Säugetierarten. Als die Temperaturen sanken, wurde Ostafrika von einer Reihe großer geologischer Ereignisse wie vulkanischen Supereruptionen und Flutbasalten heimgesucht – enormen Eruptionen, die riesige Weiten mit geschmolzenem Gestein bedeckten. Zu dieser Zeit trennte sich auch die Arabische Halbinsel von Ostafrika und öffnete das Rote Meer und den Golf von Aden.

„Wir haben an der Grenze zwischen Eozän und Oligozän viel Vielfalt verloren“, sagte Borths. „Aber die überlebenden Arten hatten anscheinend genug Werkzeug, um dieses schwankende Klima zu überstehen.“

„Klimaänderungen im Laufe der geologischen Zeit haben den evolutionären Baum des Lebens geformt“, sagte Hesham Sallam, Gründer des Mansoura University Vertebrate Paleontology Center in Ägypten und Mitautor der Studie. „Das Sammeln von Beweisen aus der Vergangenheit ist der einfachste Weg, um zu erfahren, wie sich der Klimawandel auf Ökosysteme auswirkt.“

Referenz: „Weit verbreiteter Verlust der Säugetierlinie und Ernährungsvielfalt im frühen Oligozän von Afro-Arabia“ von Dorien de Vries, Steven Heritage, Matthew R. Borths, Hesham M. Sallam und Erik R. Seiffert, 7. Oktober 2021, Kommunikationsbiologie.
DOI: 10.1038 / s42003-021-02707-9

Die Finanzierung dieser Studie kam von der Leakey Foundation, der US National Science Foundation (BSC-1824745 an DD. und DBI-1612062 an MRB) und dem Natural Environment Research Council (NERC NE/T000341/1). Feldarbeiten in der Fayum Depression, Ägypten, und die digitale Kuratierung von Fayum-Fossilien wurden von der US National Science Foundation (BCS-0416164, BCS-0819186 und BCS-1231288) sowie von Gordon und Ann Getty und The Leakey Foundation unterstützt. Das Mikro-CT-Scannen wurde teilweise durch die NSF-Förderung DBI-1458192, DBI-2023087 und die IMLS-Förderung MA-245704-OMS-20 unterstützt.


Source: SciTechDaily by scitechdaily.com.

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