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Die Evolution der Baumwurzeln könnte das Massenaussterben ausgelöst haben

Publiziert: 9. November, 2022
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Die Entwicklung von Baumwurzeln könnte eine Reihe von Massenaussterben ausgelöst haben, die die Ozeane der Erde während der Devonzeit vor über 300 Millionen Jahren erschütterten, so eine Studie, die von Wissenschaftlern der IUPUI zusammen mit Kollegen aus dem Vereinigten Königreich durchgeführt wurde.

Die Beweise für diese neue Sichtweise einer bemerkenswert unbeständigen Periode in der Vorgeschichte der Erde werden im Bulletin der Geological Society of America, einer der ältesten und angesehensten Publikationen auf dem Gebiet der Geologie, veröffentlicht. Die Studie wurde von Gabriel Filippelli, Chancellor’s Professor of Earth Sciences in der School of Science an der IUPUI, und Matthew Smart, einem Doktoranden in seinem Labor zum Zeitpunkt der Studie, geleitet.

“Unsere Analyse zeigt, dass die Entwicklung von Baumwurzeln die Ozeane in der Vergangenheit wahrscheinlich mit überschüssigen Nährstoffen überflutet hat, was zu einem massiven Algenwachstum führte”, so Filippelli. “Diese schnellen und zerstörerischen Algenblüten hätten den größten Teil des Sauerstoffs in den Ozeanen verbraucht und katastrophale Massenaussterbeereignisse ausgelöst.

Die Devon-Periode, die vor 419 Millionen bis 358 Millionen Jahren stattfand, also noch vor der Entwicklung des Lebens auf dem Land, ist bekannt für Massenaussterben, bei denen schätzungsweise 70 Prozent des gesamten Lebens auf der Erde untergingen.

Der in der Studie beschriebene Prozess – wissenschaftlich als Eutrophierung bezeichnet – ähnelt in bemerkenswerter Weise dem modernen Phänomen, wenn auch in geringerem Ausmaß, das derzeit zu ausgedehnten “toten Zonen” in den Großen Seen und im Golf von Mexiko führt, da überschüssige Nährstoffe aus Düngemitteln und anderen landwirtschaftlichen Abwässern massive Algenblüten auslösen, die den gesamten Sauerstoff des Wassers aufzehren.

Der Unterschied besteht darin, dass diese Ereignisse in der Vergangenheit wahrscheinlich durch Baumwurzeln ausgelöst wurden, die dem Land in Zeiten des Wachstums Nährstoffe entzogen und diese dann in Zeiten des Verfalls abrupt in das Wasser der Erde abgaben.

Die Theorie stützt sich auf eine Kombination aus neuen und bestehenden Beweisen, so Filippelli.

Auf der Grundlage einer chemischen Analyse von Gesteinsablagerungen aus alten Seebetten – deren Überreste überall auf der Welt zu finden sind, einschließlich der in der Studie verwendeten Proben von Fundorten in Grönland und vor der Nordostküste Schottlands – konnten die Forscher zuvor festgestellte Zyklen höherer und niedrigerer Phosphorwerte bestätigen, ein chemisches Element, das in allem Leben auf der Erde vorkommt.

Sie konnten auch feuchte und trockene Zyklen anhand von Anzeichen von “Verwitterung” – oder Bodenbildung – identifizieren, die durch Wurzelwachstum verursacht werden, wobei eine stärkere Verwitterung auf feuchte Zyklen mit mehr Wurzeln und eine geringere Verwitterung auf trockene Zyklen mit weniger Wurzeln hinweist.

Vor allem stellte das Team fest, dass die Trockenzyklen mit höheren Phosphorwerten einhergingen, was darauf hindeutet, dass absterbende Wurzeln in diesen Zeiten ihre Nährstoffe an das Wasser des Planeten abgaben.

“Es ist nicht einfach, über 370 Millionen Jahre in die Vergangenheit zu blicken”, so Smart. “Aber Gesteine haben ein langes Gedächtnis, und es gibt immer noch Orte auf der Erde, an denen man die Chemie wie ein Mikroskop benutzen kann, um die Geheimnisse der alten Welt zu entschlüsseln.”

Angesichts der Tatsache, dass die Phosphor-Zyklen zur gleichen Zeit stattfanden wie die Entwicklung der ersten Baumwurzeln – ein Merkmal von Archaeopteris, der ersten Pflanze, der Blätter wuchsen und die eine Höhe von 30 Fuß erreichte – konnten die Forscher den Zerfall der Baumwurzeln als Hauptverdächtigen für die Aussterbeereignisse der Devonzeit ausmachen.

Glücklicherweise, so Filippelli, richten moderne Bäume keine ähnliche Zerstörung an, da die Natur inzwischen Systeme entwickelt hat, die die Auswirkungen von verrottendem Holz ausgleichen. Die Tiefe des modernen Bodens hält auch mehr Nährstoffe zurück als die dünne Schmutzschicht, die die alte Erde bedeckte.

Die in der Studie aufgedeckte Dynamik wirft jedoch ein Licht auf andere, neuere Bedrohungen für das Leben in den Ozeanen der Erde. Die Autoren der Studie weisen darauf hin, dass andere das Argument vorgebracht haben, dass die Verschmutzung durch Düngemittel, Gülle und andere organische Abfälle, wie z. B. Abwässer, die Ozeane der Erde an den Rand der “Anoxie”, des völligen Sauerstoffmangels, gebracht haben.

“Diese neuen Erkenntnisse über die katastrophalen Folgen von Naturereignissen in der Antike können als Warnung vor den Folgen ähnlicher Bedingungen dienen, die heute durch menschliche Aktivitäten entstehen”, so Fillipelli.

Weitere Autoren der Studie sind William P. Gilhooly III von der IUPUI sowie John Marshall und Jessica Whiteside von der University of Southampton, Großbritannien. Smart ist derzeit Assistenzprofessor für Ozeanographie an der U.S. Naval Academy. Diese Studie wurde zum Teil von der National Science Foundation unterstützt.


Quellen/Original/Links:
https://astrobiology.com/2023/01/evolution-of-tree-roots-may-have-driven-mass-extinctions.html

Übersetzung:
https://www.deepl.com/translator

Geochemiker
Gabriel Filippelli

Gabriel Filippelli

Meine Forschung konzentriert sich auf biogeochemische Kreisläufe in der Umwelt und die Verbindungen zwischen Geochemie und den geologischen Aufzeichnungen des Klimawandels. Die Studentenprojekte umfassen Feldstudien, gefolgt von detaillierten geochemischen Analysen im biogeochemischen Labor. Das Labor ist mit einem Plasma-Emissionsspektrometer für Elementanalysen sowie mit speziellen Spektrometern für die Analyse von Kohlenstoff, Quecksilber und Phosphor ausgestattet. Ich… Weiterlesen »Gabriel Filippelli