3.2

Paläontologie; Fakten, die für Evolution sprechen;

3.2.4

Ablauf der Evolution

Paläozoikum : (544 Millionen Jahre - 245 Millionen Jahre) - Erdaltertum

Erdzeitalter

Mit dem Paläozoikum oder Erdaltertum beginnt ein neues und biologisch bedeutsames Zeitalter der Erdgeschichte. Man unterteilt diese Zeit in 6 Abschnitte:

Hinweis:
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Während dieses Zeitalters entwickelten sich alle wichtigen Tierstämme, die Landpflanzen und die Landtiere. Es endete mit dem größten Massensterben aller Zeiten am Ende des Perm (vor ca. 245 MJ).

Unten links ist die Zunahme der Ordnungen am Ende des Präkambrium zu sehen. Sie ist beinahe exponentiell. Die aerobe Lebensweise der eukaryontischen Vielzeller scheint die zukunftsträchtige Erfindung der Evolution dieser Zeit gewesen zu sein.

Den Verlauf der Evolution während des Pakäozoikums zeigt auch die Abbildung links am Beispiel mariner Muscheln.

Dabei ist die exponentielle Zunahme zu Beginn, der stationäre Verlauf mit einigen kleineren Massensterben und die dramatische Auslöschung am Ende des Paläozoikums bemerkenswert.

Ein weiteres Highlight war die Eroberung des Landes durch Pflanzen, die Sauerstoff photosynthtisch produzierten.

Dazu benutzten sie das CO2 der Luft, das reichlich vorhanden war.

Als Folge entwickelten sich Landtiere, die den Sauerstoff verbrauchten und organische Stoffe an die Erde abgaben.

Die Biomasse verlagerte sich nun vom Wasser aufs Land.

Dies veränderte die CO2-Konzentration der Atmosphäre drastisch, wie in der nachfolgenden Abbildung zu sehen ist.

Der Kurvenverlauf ist das Ergebnis eines geochemischen CO2-Modells. Die Balken zeigen den den Bereich von Paläo-CO2 Messungen aus Kalkböden. Durch das Pflanzenwachstum stieg der Kohlenstoffgehalt der Böden und dadurch der Carbonatgehalt der Meere drastisch an. Dies führte zu einem kleineren CO2-Gleichgewicht in der Atmosphäre.

Die Temperaturen sanken und es kam gegen Ende des Paläozoikums zur ersten weltweiten Eiszeit. Im Perm entwickelten sich dann viele Pflanzenfresser, die ein Gegengewicht zu den CO2-aufnehmenden Landpflanzen bildeten.

Das Ende des Paläozoikums ist durch ein extremes Massensterben gekennzeichnet, bei dem (geschätzt) 99% aller Arten ausstarben. Die Ursache ist spekulativ. Vielleicht haben Meteoriteneinschläge oder sibirische Vulkanausbrüche eine Klimaänderung herbeigeführt.

Paläozoikum: Kambrium (544 Millionen Jahre - 505 Millionen Jahre)

Erdzeitalter

Tektonik und Paläoklima

Kambrium

Im Kambrium lag die Landmasse hauptsächlich als ein Kontinent namens Gondwana vor. Er umfasste die Urformen der vier heutigen südlichen Kontinente Afrika, Südamerika, die Antarktis und Westaustralien, außerdem Indien, Teile des heutigen Mexiko und Florida, Südeuropa und wahrscheinlich auch China. Große Teile waren durch flache Seen überflutet.

Links die Landmasse im Kambrium (Anklicken zum Vergrößern)

Flora und Fauna

Das Kambrium ist durch die rasante Entwicklung fast aller wichtiger Tierstämme gekennzeichnet, die man als Kambrium-Explosion bezeichnet (siehe Abbildung oben). Am Ende dieser Periode existierten alle Hauptstämme, wie

Schwämme, Würmer, Bryozoen (Moostierchen), Hydrozoen, Armfüßer, Weichtiere (darunter die Gastropoden und Vorläufer des Nautilus), primitive Gliederfüßer (beispielsweise Trilobiten) und gestielte Stachelhäuter.

Eine Ausnahme waren die Wirbeltiere, sie entwickelten sich erst im Ordovizium.

Bekannteste Fossilien sind die heute ausgestorbenen Trilobiten (siehe links). Schon unsere Vorfahren kannten diese Fossilien. Man fand in einer prähistorischen Siedlung in Arcy-sur-Cure in Frankreich einen 15 000 Jahre durchbohrte Trilobiten, der als Amulett verwendet wurde. Sie gehören als Vertreter der Arthropoden (Gliedertiere) zu den am besten studierten paläontologischen Organismen.

Sie starben vor ca. 245 Millionen Jahren aus.

Paläozoikum: Ordovizium (505 Millionen Jahre - 440 Millionen Jahre)

Erdzeitalter

Tektonik und Paläoklima

Ordovizium

Im Ordovizium fanden häufig Vulkanausbrüche statt, aus deren Lava und Asche sich typische Gesteine bildeten. Die Kontinente wurden oft überschwemmt, überhaupt fand Ende dieses Zeitalters die größte Überflutung aller Zeiten statt. Ende des Ordoviziums war eine der kältesten Zeitabschnitte überhaupt. Der südliche Teil von Gondwana war eisbedeckt.

Links die Landmasse im Ordovizium (Anklicken zum Vergrößern)

Flora und Fauna

Szene aus dem ordovizischen Meer

Das Leben war deshalb anders als im Kambrium. Typische Fossilien sind Trilobiten, Muscheln , Brachiopoden und kieferlose Fische als erste Wirbeltiere (Vertebraten).

In den Ozeanen waren Algen weit verbreitet. vermutlich fand die erste Besiedlung des Landes durch Pflanzen statt.

Gegen Ende dieses Zeitalters fand ein großes Massensterben statt.

Im Ordovizium gab es ca. 200 verschiedene Arten von Brachiopoden (Armfüßer). (Fossil siehe links) Dies sind marine Tiere, die wie Muscheln aussehen, besitzen aber eine davon unterschiedliche Anatomie. Man findt sie heute eher selten in kalten Ozeanen in den Polarregionen.  

Ebenfalls typische Fossilen aus dieser Zeit sind Graptolithina (oder Graptoliten) siehe links.

Sie gehören zu den Hemichordaten und sehen meist wie Sägeblätter aus.

Sie besitzen eine röhrenförmigen Querschnitt mit sägezahnartigen Ausläufern.

Gegen Ende des Zeitalters registrierten die Forscher ein Massensterben tropischer mariner Tiere (Bryozoen und Brachiopoden), vermutlich durch Abkühlung des Klimas, Vereisung und Fallen des Meerespiegels.

Paläozoikum: Silur (440 Millionen Jahre - 410 Millionen Jahre)

Erdzeitalter


Tektonik und Paläoklima

Silur

Das Silur ist weniger durch Vulkanausbrüche sondern durch Abschmelzen des Eises und Ansteigen des Meeresspiegels gekennzeichnet. Die silurische Welt bestand aus einem riesigen Meer im nördlichen Polarbereich und dem Superkontinent Gondwana mit einem Ring von ca. 6 Kontinenten. Das Klima war relativ stabil.

Links die Landmasse im Silur (Anklicken zum Vergrößern)

Flora und Fauna

ein typisches silurisches Korallenriff mit Seelilien und Kopffüßlern

In den silurischen Ozeanen waren Crinoide (z. B Seelilien = keine Pflanzen!), Brachiopoden, und Korallen weit verbreitet. Sie bildeten die ersten Riffe. Auch traten kieferlose Fische verstärkt auf genauso wie die ersten Süßwasserfische und Kiefer besitzende Fische. Daneben findet wiederum Trilobiten, Graptoliten, Conodonten, Stromatoporoide, Muscheln und andere Molusken.

Im Silur fand wohl die erste größere Besiedlung des Landes durch Pflanzen und Tiere statt.
Unter den Pflanzen sind Fossilien der Gattung Cooksonia bekannt (siehe links), ein Gruppe Pflanzen mit verzweigten Sprossen und Sporangien an den Sprossenden.

Auch fand man Fossilien der ersten Spinnenartigen.

rechts sind versteinerte Seelilien aus dem Silur zu sehen

Unten ist ein Psilophyt zu sehen, kleine Pflanzen des mittleren Silurs mit horizontalen Trieben über der Erdoberfläche und vertikalen Sprossen mit Sporangien.

In den Meeren fand man Ostracodermi (kieferlose Fische) mit verknöcherter Haut .

Weiterführende Quellen:

Evolution

http://www.ucmp.berkeley.edu/
http://rainbow.ldeo.columbia.edu/courses/v1001/6.html
http://www.iup.edu/~rgendron/bi112-a.htmlx
http://www.nap.edu/readingroom/books/evolution98/contents.html
HTTP://biology.fullerton.edu/courses/biol_404/web/hol/hol_ch1.html

Fossilien, Gestein und Zeit

http://pubs.usgs.gov/gip/fossils/contents.html

Fossilien

http://geology.er.usgs.gov/paleo/groups.shtml

http://www.geology.wisc.edu/~museum/

Lebende Fossilien

http://www.palaeo.de/edu/lebfoss/ausstellung/index.html

Präkambrium, Geologie

http://rainbow.ldeo.columbia.edu/courses/v1001/7.html

Präkambrium Organismen

http://www.ucmp.berkeley.edu/vendian/critters.html

Leben im Kambrium

http://www.ucmp.berkeley.edu/cambrian/camblife.html

Ordovizium

http://www.ucmp.berkeley.edu/ordovician/ordovician.html

Leben im Silur

http://www.ucmp.berkeley.edu/silurian/silulife.html

Silurisches Riff

http://www.mpm.edu/reef/reef-org.html

Paläozoikum (Online)

http://www.gpc.peachnet.edu/~pgore/geology/historical_lecture/historical_outline.php

Karten der Erde der Vorzeit

http://www.scotese.com/

Erdgeschichte, Geologie

http://pubs.usgs.gov/gip/geotime/contents.html