Ein Ereignis, das vor 445 Millionen Jahren das marine Leben auszulöschen schien, hat tatsächlich eine entscheidende Rolle für den Aufstieg der uns heute vertrautesten Tiere gespielt. Während eine riesige Vereisung den Großteil der Meeresarten auslöschte, fand eine kleine Gruppe von Tieren mit einer bedeutenden Innovation – dem Kiefer – in dieser Katastrophe eine einzigartige Chance. Aus dieser globalen Krise nahm die Evolution eine neue Richtung.
Der Planet war vor diesem Umbruch deutlich anders. Das Ordovizium war geprägt von warmen, flachen Meeren, bevölkert von einer großen Vielfalt an Lebewesen. Trilobiten krochen über den Meeresboden, während riesige Seeskorpione und spitzschalige Nautiloide die Gewässer dominierten. Die ersten Vorfahren der Kieferwirbeltiere existierten bereits, blieben aber inmitten dieser üppigen Fauna unauffällig und selten.
Ein fossiles Exemplar von Sacabambaspis, einem kieferlosen, 35 cm langen Fisch mit gepanzerter Kopf. Solche Tiere starben nach dem Massenaussterben aus.
Bild Wikimedia Diese Krise vollzog sich in zwei Hauptphasen. Zuerst kühlte sich die Erde rasch ab, als Gletscher den Superkontinent Gondwana bedeckten. Die flachen Meere trockneten aus und lösten die erste Aussterbewelle aus. Danach, mehrere Millionen Jahre später, schmolz das Eis. Die rasche Rückkehr von warmem, sauerstoffarmem Wasser erledigte viele Arten, die sich an die Kälte angepasst hatten. Diese drastischen Veränderungen formten die Chemie der Ozeane und die marinen Lebensräume neu.
Um zu überleben, wurden einige Populationen in isolierte Gebiete, sogenannte Refugien, abgedrängt. Diese biodiversen Taschen, geschützt durch schwer zu überwindende Barrieren, dienten als Rückzugsorte. Eine kürzlich in
Science Advances veröffentlichte Studie zeigt, dass Kieferwirbeltiere besonders von dieser Situation profitierten. Eingeschränkt auf enge Räume wie die heutige Region Südchina, konnten sie sich geschützt vor direkter Konkurrenz entwickeln.
Ihr Erfolg basiert auf den freigewordenen ökologischen Nischen. Mit dem Verschwinden vieler kieferloser Tiere und anderer mariner Gruppen wurden neue Plätze im Ökosystem frei. Die bereits vorhandenen Wirbeltiere mit Kiefern waren gut positioniert, diese zu besetzen. Diese Situation begünstigte eine rasche Diversifizierung, da jede Population sich auf die Nutzung bestimmter Ressourcen spezialisieren konnte, ähnlich wie Galapagosfinken mit unterschiedlichen Schnabelformen.
Fast 40 Millionen Jahre lang blieben kieferlose Wirbeltiere in den meisten offenen Ozeanen dominant. Die Kieferfische hingegen setzten ihre strahlenförmige Entwicklung hauptsächlich von ihren asiatischen Refugien aus fort. Ihre Nachkommen besiedelten die Weltmeere viel später wieder und ersetzten nach und nach die alten dominanten Gruppen.
Der hier beobachtete Prozess scheint ein wiederkehrendes Muster in der Geschichte des Lebens zu sein. Nach einer größeren Störung starten Ökosysteme nicht bei null. Sie bauen sich wieder auf, indem sie funktionale Baupläne wiederverwenden, aber mit neuen Akteuren. So übernahmen Kieferwirbeltiere die ökologischen Rollen, die einst von heute ausgestorbenen Tieren wie Conodonten oder bestimmten Arthropoden ausgefüllt wurden.
Diese Entdeckung hat mehrere Facetten. Sie zeigt, wie katastrophale Ereignisse den Weg für bedeutende evolutionäre Innovationen ebnen können. Sie erklärt auch, warum das heutige marine Leben hauptsächlich von dieser Gruppe von Überlebenden und nicht von älteren Lebensformen abstammt. Das Verständnis dieser Diversifizierungszyklen hilft, die langfristigen Mechanismen zu begreifen, die die Biodiversität auf unserem Planeten formen.
Quelle: Science Advances