Die Geschichte des Massenaussterbens aus der Sicht des Ökosystems
Die Wissenschaft besitzt ein umfassendes Verständnis der Ursachen, Mechanismen und Zeitpunkte von Massenaussterben, wobei die Fossilienaufzeichnungen viel über ihre Auswirkungen auf Arten an Land und im Meer verraten. Laut Davide Foffa(öffnet in neuem Fenster) von der Universität Birmingham, dem Gastgeber des Projekts, ist jedoch nicht so klar, wie sich der Artenverlust auf die tatsächlichen Ansammlungen der ökologischen Strukturen und Kompositionen auswirkte. „Welche ökologischen Funktionen – oder Nischen – sind am meisten vom Massenaussterben betroffen? Und kehren die Ökosysteme nach einem Aussterben zu ihrem früheren Gleichgewicht und ihrer früheren Komposition zurück, oder entstehen neue?“, fragt Foffa, der im Rahmen das Projekts ECODIV(öffnet in neuem Fenster) forscht, mit Unterstützung durch die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen(öffnet in neuem Fenster). Um solche Fragen zu beantworten, zielt ECODIV darauf ab, die Geschichte des Perm-Trias-Massenaussterbens(öffnet in neuem Fenster) aus ökologischer Sicht zu erzählen. Während sich frühere Studien auf die Auswirkungen von Aussterbeereignissen auf das Leben weltweit während bestimmter (oft breiter) Zeitintervalle konzentrierten, beschäftigt sich ECODIV mit realen regionalen/lokalen Ansammlungen über Aussterbe- und Erholungsphasen hinweg. „Wir waren daran interessiert, zu erfahren, wie Ökosysteme zusammenbrechen und wie sich die biologische Vielfalt im Anschluss daran wieder erholt, jenseits von Berechnungen über Artenverlust und -zuwachs“, fügt Foffa hinzu.
Die Lücke zwischen Ökologie und Paläontologie schließen
ECODIV konzentrierte sich auf das Perm-Trias-Massenaussterben als das schwerwiegendste und potenziell folgenreichste Aussterben in der Geschichte des Lebens, bei dem bis zu 70 % der landlebenden Wirbeltiere ausstarben(öffnet in neuem Fenster). Das Ausmaß des Ereignisses ist dafür verantwortlich, dass es ein großes Spektrum an Daten hervorgebracht hat. Foffa wandte moderne Methoden der Naturschutzökologie an, um die Auswirkungen des Verlusts, des Zuwachses und der Verbreitung von Arten zu verstehen. In der Ökologie der Pflanzen und Wirbellosen beschreiben die Merkmale jeder Art – wie Größe, Ernährung, Fortpflanzung, Lebensweise, Lebensraum und Fortbewegung – ihre ökologische Rolle in ihrem Ökosystem. „Dieser Ansatz wurde jedoch in der Regel nicht in der Wirbeltierpaläontologie angewandt, wo es offensichtlich an direkten Beobachtungen mangelt, um das Verhalten ausgestorbener Arten nachvollziehen zu können“, sagt Foffa. Dank der gut erfassten weltweiten Fossilien von Tetrapoden aus dem Perm-Trias-Intervall konnte ECODIV die Zusammensetzung jeder Art statistisch auf der Grundlage ihrer ökologischen Eigenschaften charakterisieren und Veränderungen im Laufe der Zeit verfolgen. ECODIV konzentrierte sich in erster Linie auf die Erholung und Diversifizierung der Tetrapoden-Ansammlungen im Südwesten der Vereinigten Staaten nach dem Perm-Trias-Massenaussterben – einem Zeitraum, in dem viele neue Reptiliengruppen auftauchten und sich diversifizierten. Durch die Teilnahme an Expeditionen des Projektpartners Virginia Tech(öffnet in neuem Fenster) in Arizona, New Mexico und Texas trug Foffa dazu bei, Lücken in den Fossilaufzeichnungen zu schließen. Dazu untersuchte er Zeitabschnitte und geografische Gebiete mit weniger Fossilien und dokumentierte neue Ansammlungen aus der Mittel- und Obertrias.
Langfristige Umweltveränderungen besser verstehen
Während die neuen Landfunde des Teams (insbesondere diejenigen, die kleinwüchsige Arten erhalten) noch überprüft werden, haben die Ergebnisse bereits gezeigt, wie die Evolution dieser neuen Gruppen neue ökologische Rollen und Möglichkeiten geschaffen hat. „Wir haben gesehen, wie sich ökologische Strukturen im Laufe der Zeit verändern, simultan mit dem Auftauchen und Verschwinden von Tiergruppen. So unterscheiden sich beispielsweise die Rollen der Spitzenprädatoren und Pflanzenfresser in den Ökosystemen des Perm von denen der Trias – der Zeitraum, in dem neue Gruppen auftauchten und sich diversifizierten“, erklärt Foffa. Die Erholung des Ökosystems in niedrigen Breiten verlief wahrscheinlich ebenfalls langsam und stabilisierte sich erst 20-30 Millionen Jahre nach dem Aussterbeereignis, da sich die Zusammensetzung der Fauna noch bis zur späten Trias weiter veränderte. Dies bedeutete, dass sich die Faunen und ökologischen Strukturen erst später, in der zweiten Hälfte der Obertrias, stabilisierten. Foffa befasst sich weiterhin mit der Analyse der enormen Menge und Qualität der gesammelten Fossilaufzeichnungen und vergleicht die Muster des Aussterbens und der Erholung in verschiedenen Ökosystemen weltweit. „Wir profitieren in hohem Maße von der Kombination traditioneller paläontologischer Techniken wie Feldarbeit mit modernen Technologien und Methoden wie CT-Scanning und ökologischer Modellierung“, so Foffa.
