Mithilfe der Bayes’schen Analyse untersuchten die Forscher den Rückgang der Brachiopoden und den Anstieg der Muscheln nach dem Aussterben des Perms und stellten fest, dass Muscheln sich besser an veränderte Bedingungen anpassen konnten. Links: Brachiopodenfossilien aus dem Devon aus Ohio, USA. Rechts, aktuelle Muschelschalen aus Shell Beach, Westaustralien. Bildnachweis: (Wikimedia Commons; Creative Commons CC0 1.0 Universal Public Domain Dedication) für das Bild links. Bild rechts von Zhong-Qiang Chen.
Eine der größten Krisen in der Erdgeschichte, die durch eine bedeutende Verschiebung der Schalentiere gekennzeichnet war, führte dazu, dass Brachiopoden, oft als „Lampenmuscheln“ bezeichnet, weit verbreitet durch Muscheln ersetzt wurden Spezies wie Austern und Muscheln. Dies geschah als Folge des verheerenden Massenaussterbens am Ende des Perms, das die Entwicklung des Lebens vor etwa 250 Millionen Jahren faktisch zurücksetzte.
Untersuchungen von Paläontologen aus Bristol (Großbritannien) und Wuhan (China) haben ein neues Licht auf diesen entscheidenden Wandel geworfen, als sich die Ökosysteme der Ozeane von einem antiken zu einem modernen Stil veränderten.
Das Leben an Land und im Meer ist vielfältig und bildet besondere Ökosysteme. In modernen Ozeanen wird der Meeresboden von Tieren wie Muscheln, Schnecken, Korallen, Krebstieren und Fischen dominiert. Aber diese Ökosysteme stammen alle aus der Zeit Trias Als das Leben vom Abgrund zurückkam. Während dieser Krise überlebte nur eine von zwanzig Arten, und es gab lange Debatten darüber, wie die neuen Ökosysteme aufgebaut wurden und warum einige Gruppen überlebten und andere nicht.
Vor dem Aussterben dominierten Brachiopoden die gepanzerten Tiere, Muscheln gediehen jedoch danach gut und passten sich besser an ihre neuen Bedingungen an.
„Ein klassischer Fall war der Ersatz von Brachiopoden durch Muscheln“, erklärte Zhen Guo von Wuhan und Bristol, der das Projekt leitete. „Paläontologen sagten immer, dass die Muscheln die besseren Konkurrenten seien und die Brachiopoden in dieser Krisenzeit irgendwie besiegt hätten. Es besteht kein Zweifel, dass Brachiopoden vor dem Aussterben die Hauptgruppe der gepanzerten Tiere waren und danach Muscheln die Oberhand gewannen.“
Vielfalt von Brachiopoden und Muscheln in den letzten 500 Millionen Jahren, die den Wechsel zwischen Brachiopoden und Muscheln nahe der Perm-Trias-Grenze zeigen. Bildnachweis: Zhen Guo et al
„Wir wollten die Wechselwirkungen zwischen Brachiopoden und Muscheln im Laufe ihrer langen Geschichte und insbesondere im Zeitraum des Perm-Trias-Übergangs untersuchen“, sagte Joe Flannery-Sutherland, ein Mitarbeiter. „Deshalb entschieden wir uns, eine Rechenmethode namens Bayes’sche Analyse zu verwenden, um Entstehungs-, Aussterbe- und Fossilerhaltungsraten zu berechnen und zu testen, ob die Brachiopoden und Muscheln miteinander interagierten. Hat zum Beispiel die Zunahme der Muscheln zum Rückgang der Brachiopoden geführt?“
„Wir haben herausgefunden, dass beide Gruppen während der gesamten Krisenzeit tatsächlich ähnliche Trends in der Diversifizierungsdynamik aufwiesen“, sagte Professor Michael Benton von der School of Earth Sciences in Bristol. „Das bedeutet, dass sie nicht wirklich miteinander konkurrierten oder sich gegenseitig ausbeuteten, sondern wahrscheinlicher, dass beide auf ähnliche externe Faktoren wie die Meerestemperatur und kurzlebige Krisen reagierten. Doch schließlich setzten sich die Muscheln durch und die Brachiopoden zogen sich in tiefere Gewässer zurück, wo sie immer noch vorkommen, allerdings in geringerer Zahl.“
Professor Zhong-Qiang Chen aus Wuhan kommentierte: „Es war großartig zu sehen, wie moderne Computermethoden eine so seit langem bestehende Frage angehen können.
„Wir dachten immer, dass das Massensterben am Ende des Perms das Ende der Brachiopoden bedeutete, und das war’s. Aber es scheint, dass sowohl Brachiopoden als auch Muscheln von der Krise hart getroffen wurden und sich beide in der Trias erholten, die Muscheln konnten sich jedoch besser an die hohen Meerestemperaturen anpassen. Das verschaffte ihnen also einen Vorteil, und danach Juraihre Zahl schoss einfach in die Höhe, und die Brachiopoden haben nicht viel bewirkt.“
Zhen Guo sagte: „Ich musste während des Untersuchungszeitraums Aufzeichnungen von über 330.000 Fossilien von Brachiopoden und Muscheln überprüfen und zusammenstellen und dann die Bayes’sche Analyse durchführen, die auf dem Bristol-Supercomputer Wochen und Wochen dauerte.“ Ich mag die Methode jedoch, weil sie alles millionenfach wiederholt, um alle Arten von Unsicherheiten in den Daten zu berücksichtigen, und viele wertvolle Informationen darüber liefert, was vor sich ging.“
„Das Massenaussterben am Ende des Perms war das größte aller Zeiten und hat die Evolution massiv zurückgesetzt“, schloss Professor Benton. „Tatsächlich markierten die 50 Millionen Jahre nach der Krise, die Trias, eine Revolution im Leben an Land und im Meer. Eine der großen Fragen der Makroevolution ist es, zu verstehen, wie das Leben nach der Beinahe-Vernichtung zurückkehren und dann die Grundlage für moderne Ökosysteme bilden könnte. Aber ich bin mir sicher, dass wir hier noch nicht das letzte Wort gesagt haben!“
Referenz: „Bayesianische Analysen deuten darauf hin, dass Muscheln nicht zum Untergang der Brachiopoden nach dem Massenaussterben im Perm und der Trias geführt haben“ von Zhen Guo, Joseph T. Flannery-Sutherland, Michael J. Benton und Zhong-Qiang Chen, 9. September 2023, Naturkommunikation.
DOI: 10.1038/s41467-023-41358-8