„Ich konnte nicht glauben, was ich sah“ – die Entdeckung des fehlenden Teils des Evolutionspuzzles in 130 Millionen Jahre alten Gesteinen

Abgebildet ist eine Felsplatte, die den ältesten Beweis für die Anwesenheit von Wirbeltieren in der Tiefsee enthält. Fossile Beweise bestehen aus Gruben und Gängen, die durch die Fütterung von Fischen in der frühen Kreidezeit entstanden sind. Die schalenförmigen Strukturen sind etwa 4 cm breit. Bildnachweis: Andrea Bacon

Wissenschaftler haben das fehlende Teil des evolutionären Puzzles in 130 Millionen Jahre alten Gesteinen entdeckt. Diese Entdeckung ist das Ergebnis einer internationalen Zusammenarbeit Fakultät für Naturwissenschaften, Universität Lissabon (Portugal) ist beteiligt.

Trotz Wirbeltiere Da es sich um einen dominanten Bestandteil heutiger Tiefseeökosysteme handelt, gibt es keine fossilen Beweise für Tiefseefische, die älter als 50 Millionen Jahre sind. Nun liefert die jüngste Entdeckung außergewöhnlich seltener Fossilien den ältesten bekannten Beweis für Tiefseefische. Dies verschiebt die Zeitspanne für die Besiedlung der Tiefsee um unglaubliche 80 Millionen Jahre.

Die Ergebnisse wurden kürzlich in der Fachzeitschrift veröffentlicht Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.

„Als ich die Fossilien zum ersten Mal fand, konnte ich nicht glauben, was ich sah“, sagt die Paläontologin Andrea Bacon, Leiterin dieser Studie und Forscherin an der Universität Genua (Italien). Er war es, der Fischfossilien im nordwestlichen Apennin in der Nähe von Piacenza, Modena und Livorno (Italien) entdeckte.

Rotbarben bilden auf dem flachen Meeresboden des Ligurischen Meeres ein Futterloch. Die neue Studie berichtet über identische Strukturen aus Kreidesedimenten im nördlichen Apennin Italiens. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass fossile Futtergruben der älteste Beweis für Tiefseewirbeltiere sind. Bildnachweis: Andrea Bacon

Der Grund für dieses Erstaunen ist das sehr lange Alter der Fossilien, das eine Million Jahre älter ist als alle anderen Beweise für die Existenz von Tiefseefischen. Die neu entdeckten Fossilien stammen aus der Frühzeit Kreidezeit (vor 130 Millionen Jahren). „Die neuen Fossilien zeigen Fischaktivitäten auf dem Meeresboden, der bis in die Zeit der Dinosaurier zurückreicht und Tausende von Metern tief war“, fügt Andrea Baucon hinzu.

Mithilfe der Photogrammetrie erstellten die Wissenschaftler eine fotoverschönerte Höhenkarte der Krater und Nahrungspfade der Fossilien. Dieser Nachweis stellt den ältesten Nachweis von Tiefseewirbeltieren dar. Bildnachweis: Girolamo Lo Russo

Die neu entdeckten Fossilien sind selten und ungewöhnlich. Dazu gehören schalenförmige Fossilien, die von einst fressenden Fischen stammten, sowie der gewundene Weg, den der Schwanz des schwimmenden Fisches bildete und der den schlammigen Meeresboden durchquerte. Zu diesen archäologischen Fossilien gehören keine Körperfossilien wie Fischgräten, sie dokumentieren jedoch antike Verhaltensweisen. Daher stellen die Apennin-Fossilien einen kritischen Punkt in Raum und Zeit dar. Es ist der Punkt, an dem Fische vom Festlandsockel abwanderten und eine neue raue Umgebung besiedelten, die weit entfernt von ihrem ursprünglichen Lebensraum liegt.

Tausende Meter unter der Oberfläche des Tethys-Ozeans – eines alten Ozeans, der vor 250 bis 50 Millionen Jahren existierte und ein Vorläufer des heutigen Mittelmeers ist – waren die ältesten Tiefseefische im Vergleich zu ihren Flachwasserfischen rauen Umweltbedingungen ausgesetzt. Wasserursprünge. Völlige Dunkelheit, Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt und enorme Drücke schränken das Überleben dieser Abgrundpioniere ein.

Das Video zeigt eine Chimäre, die über Sedimenten im Kermadec-Graben (Tiefe: 1.544 Meter) schwimmt und dann ihr Maul in das Sediment taucht, um sich zu ernähren. In der neuen Studie untersuchten Wissenschaftler das Verhalten moderner Fische, um Verhaltensweisen zu verstehen, die mit den ältesten Tiefseewirbeltierfossilien verbunden sind. Bildnachweis: Thomas Linley, Alan Jamieson

Solche extremen Bedingungen erfordern Anpassungen für das Leben in der Tiefsee, evolutionäre Innovationen, die ebenso wichtig sind wie solche, die die Besiedlung von Land und Luft ermöglichten, beispielsweise Flügel und Gliedmaßen.

Bei den neu entdeckten Fossilien handelt es sich nicht nur um die ältesten Tiefseefische, sondern auch um die ältesten Tiefseewirbeltiere. Die Entwicklung der Wirbeltiere – vertikaler Tiere – wurde durch Habitatverschiebungen von flachem Meeresursprung zu Land-, Luft- und Tiefseeumgebungen unterbrochen. Die Invasion in der Tiefsee ist die am wenigsten verstandene Lebensraumveränderung, da die Tiefsee nur ein geringes Fossilisierungspotenzial aufweist.

„Die neuen Fossilien werfen Licht auf ein mysteriöses Kapitel in der Geschichte des Lebens auf der Erde“, kommentiert Carlos Neto de Carvalho, Forscher am Dom Luiz Institut, Fakultät für Naturwissenschaften der Universität Lissabon (Ciências ULisboa) (Portugal).

Höhenkarte der darüber liegenden Felsplatte mit den ältesten Zeugnissen von Tiefseewirbeltieren. Die Farbcodierung hängt von der Höhe ab, wobei in größeren Höhen wärmere Farben verwendet werden. Bildnachweis: Girolamo Lo Russo

Apennin-Fossilien zwingen Wissenschaftler dazu, die Faktoren zu überdenken, die möglicherweise zur Besiedlung der Tiefsee durch Wirbeltiere geführt haben. Die Autoren gehen davon aus, dass der Katalysator der beispiellose Eintrag organischer Materie war, der zwischen dem Spätpaläolithikum und dem Spätpaläolithikum stattfand Jura Die frühe Kreidezeit. Die Verfügbarkeit von Nahrung in der Tiefsee begünstigt die Entwicklung von am Boden lebenden Würmern, die wiederum Fische anlocken, die ihnen durch bestimmte Verhaltensweisen ausgesetzt sind.

In dieser Studie wandten sich die Forscher aktuellen Meeren zu, um das Verhalten von Fossilien zu verstehen und das Verhalten moderner Fische in ihrer Umgebung zu untersuchen. Wissenschaftler haben die Tiefen des Pazifischen Ozeans erkundet, um Chimären, auch Geisterhaie genannt, in ihrem Lebensraum zu untersuchen.

Die neuen Fossilien stimmen mit Strukturen moderner Fische überein, die sich entweder durch Kratzen am Meeresboden ernähren oder ihre am Boden lebende Beute durch Absaugen freilegen. Dies erinnert an Neoteleostei, die Gruppe der Wirbeltiere, zu der moderne Quallen und Eidechsenfische gehören.

Chimären schwimmen über Sedimenten im Kermadec-Graben im Pazifischen Ozean (Tiefe: 1544 m). In der neuen Studie untersuchten Wissenschaftler das Verhalten moderner Tiefseefische, um den Entstehungsmechanismus archäologischer Fossilien aus der Kreidezeit zu verstehen. Die Ergebnisse enthüllen den ältesten Beweis für Tiefseewirbeltiere. Bildnachweis: Thomas Linley, Alan Jamieson

„Entgegen der landläufigen Meinung sind die Sedimente des Tiefseebodens voller fossiler Überreste antiken Lebens, meist jedoch von kleinen Organismen, die weiter oben in der Wassersäule leben, wie Phytoplankton oder Zooplankton“, erklärt Mario Cachao, Mitautor dieser Forschung. Studium und Forschung am Institut Dom Luís, Ciências ULisboa.

„Es geht jedoch darum, direkte Beweise für die organische Aktivität geprägter und geologisch erhaltener Wirbeltiere in solchen Ablagerungen zu entdecken und zu interpretieren, nachdem sie tektonisch deformiert und als nördliche Apennin-Bergkette freigelegt wurden und die größtenteils während der geologischen Zeit des Miozäns und Pliozäns eingelagert wurden.“ – also fast seit „vor 20 Millionen Jahren, das ist ein äußerst seltener Fund.“

Die neu entdeckten Fossilien könnten den ersten großen Schritt in der Entstehung der modernen Artenvielfalt der Tiefseewirbeltiere darstellen. Moderne Tiefseeökosysteme haben ihre Wurzeln in Apennin-Fossilien und erlebten in der Geschichte der Ozeane eine große Lebensraumveränderung. „Unsere Fossilienfunde bewerten die Situation neu Das Tempo der Besiedlung der Tiefsee durch Wirbeltiere. Neu entdeckte Fossilien enthalten wichtige Beweise Über die Anfänge selbst „Die Entwicklung der Tiefseewirbeltiere hat tiefgreifende Auswirkungen sowohl auf die Erd- als auch auf die Biowissenschaften“, fasst Andrea Baucon zusammen.

Referenz: „Der älteste Beweis für Tiefseewirbeltiere“ von Andrea Boccone, Annalisa Ferretti, Chiara Fiorone, Luca Pandolfi, Enrico Serbagli, Armando Piccinini, Carlos Neto de Carvalho, Mario Cachao, Thomas Linley, Fernando Muñiz, Zane Belastegui, Alan Jamieson . , Girolamo Lo Russo, Filippo Guerrini, Sara Ferrando und Emantes Pride, 5. September 2023, Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
doi: 10.1073/pnas.2306164120

Die Studie entstand aus der Zusammenarbeit von Forschern, die mit wissenschaftlichen Institutionen aus Italien (Universitäten Genua, Modena und Reggio Emilia, Padua, Pisa, Parma; Naturhistorisches Museum Piacenza; Naturmuseum Südtirol) und Portugal (UNESCO Global Geopark Naturtigo; Universität) verbunden sind Lissabon), England (Universität Newcastle), Spanien (Universitäten Sevilla und Barcelona), Australien (Universität Westaustralien), Schottland (Universität Aberdeen).