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Fossilien entpuppen sich als wahre Fundgrube

09.02.2016

Mehr als 70 Jahre lang führten fossile Gliederfüßer aus dem französischen Quercy ein Schattendasein, weil sie äußerlich schlecht erhalten waren. Mit Hilfe der Synchrotronstrahlungsquelle ANKA am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat ein internationales und interdisziplinäres Forscherteam unter maßgeblicher Beteiligung der Universität Bonn nun die 30 Millionen Jahre alten Käferfossilien durchleuchtet. Die inneren Strukturen sind so detailliert überliefert, dass eine umfangreiche Beschreibung und eine Stammbaumanalyse der Käfer möglich waren. Die Ergebnisse dieser Studie sind nun in der Fachzeitschrift „eLIFE“ erschienen.

Die nur wenige Millimeter langen Käfer stammen aus einer weit mehr als 100 Jahre alten Sammlung fossiler Gliederfüßer, hauptsächlich Insekten, aus dem französischen Quercy. „Ihre letzte, umfassende Untersuchung war im Jahr 1944.


Das Gestein hat die fragilen Beine und die Außenstruktur des Käfers detailliert abgeformt und so überliefert. Auch innere Organe, zum Beispiel der Geschlechtsapparat, sind fossil überliefert.

(c) Foto: Achim Schwermann/Thomas van de Kamp


(A) Das Fossil ist vom Gestein eingeschlossen. (B) Digitales Modell: Der Käfer (grün) ragt aus dem Gestein (braun) heraus. (C) Die digitale Präparation offenbart die eingeschlossenen Körperteile.

(c) Foto: Achim Schwermann/Thomas van de Kamp

Das Interesse an dieser Fossilfundstelle galt bisher hauptsächlich den Wirbeltieren“, sagt der Paläontologe Dr. Achim Schwermann vom Steinmann-Institut der Universität Bonn. Ein Grund dafür, dass diese Insekten bisher so vernachlässigt wurden, liegt an der äußerlich schlechten Erhaltung der Exemplare.

Mit Hilfe moderner Bildgebungsmethoden konnten ihnen jetzt jedoch innere Strukturen entlockt werden: Die Forscher haben dafür die Fossilien an der Synchrotronstrahlungsquelle ANKA des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) mittels Röntgen-Computertomographie analysiert. Auf diese Weise konnte das Innere der undurchsichtigen Fossilien dreidimensional dargestellt werden.

„Der eigentliche Messvorgang dauert nur wenige Sekunden“, erklärt der Ingenieur Tomy dos Santos Rolo vom KIT in Karlsruhe. „In dieser Zeit wird das Objekt im Röntgenstrahl gedreht und aus unterschiedlichen Richtungen durchleuchtet. Im Anschluss an die Messung wird dann das dreidimensionale Objekt digital rekonstruiert.“

Rekonstruktion ermöglicht moderne Beschreibung

Eine solche digitale Rekonstruktion eines Käfers zeigte schnell, dass es sich um ein männliches Tier handelte. „Die Genitalien sind zu großen Teilen erhalten“, so der Biologe Dr. Heiko Schmied von der Universität Bonn. „Damit bietet sich die Möglichkeit, den Käfer wie einen heutigen Vertreter nach modernen Standards zu beschreiben.“

Insbesondere Käferarten werden häufig anhand der Form ihrer Genitalien bestimmt. Durch eine Stammbaumanalyse konnten die Verwandtschaftsverhältnisse der fossilen Käferart innerhalb der Stutzkäfer (Histeridae), einer Käferfamilie, die es auch heute noch gibt, neu bewertet werden. „Niemals zuvor habe ich das Inneren eines Stutzkäfers so detailliert gesehen“, betont Dr. Michael Caterino von der Clemson University, South Carolina, USA. Neben den gut erhaltenen Genitalien sind bei diesem Exemplar auch die Mundwerkzeuge, der Schlund mit dem Magen-Darm-Trakt und das komplexe Tracheensystem zu erkennen.

„Außen pfui – innen hui“

Die Wissenschaftler haben entdeckt, dass die äußerlich wenig ansprechenden Käferfossilien bemerkenswert vollständig erhaltene innere Organe aufweisen. Die Detailgenauigkeit der fossilen Käfer geht über das hinaus, was normalerweise von fossilen Gliederfüßern bekannt ist. „Die außergewöhnliche Erhaltung des Weichgewebes zeigt, dass die Käfer innerhalb kürzester Zeit, vermutlich Stunden oder Tage, versteinert gewesen sein müssen“, führt Dr. Schwermann aus.

Ein Käferexemplar, das zum Teil im Gestein eingebettet ist, zeigt die Außenstrukturen des Panzers. Das anheftende Gestein hat dadurch überliefert, wie die äußere Hülle des Käfers ursprünglich ausgesehen hat. „Überraschenderweise zeigt gerade der äußerlich am schlechtesten erhaltene Käfer im Inneren den besten Erhaltungsgrad“, sagt der Biologe Dr. Thomas van de Kamp vom KIT, Karlsruhe. Denn das anheftende Gestein hat auch die fragilen Extremitäten vor der Zerstörung durch äußere Umwelteinflüssen bewahrt.

Unerwartetes Potential in alten Sammlungen

Nachdem die fossilen Gliederfüßer aus dem französischen Quercy bei der ersten Bearbeitung in den 1940er Jahren als eher bescheiden erhalten eingestuft wurden, entpuppt sich diese alte Sammlung als wahre Fundgrube. „Das lässt uns als Wissenschaftler mit anderen Augen auf die alten Sammlungen der Museen und Universitäten schauen“, sagt Dr. Schwermann. Das Forscherteam will nun auch andere, ähnlich erhaltene Fossilien untersuchen. Die Tatsache, dass die Quercy-Käfer seit 70 Jahren keine größere Beachtung mehr erfahren haben, verdeutlicht das unerkannte Potential alter Sammlungen.

Publikation: Achim H. Schwermann, Tomy dos Santos Rolo, Michael S. Caterino, Günter Bechly, Heiko Schmied, Tilo Baumbach und Thomas van de Kamp: Preservation of three-dimensional anatomy in phosphatized fossil arthropods enriches evolutionary inference; “eLife”; DOI: 10.7554/eLife.12129

Kontakt für die Medien:

Dr. Achim H. Schwermann
Steinmann-Institut
Universität Bonn
Tel: +49 (0)228 73-3102
E-Mail: achim.schwermann@uni-bonn.de

Weitere Informationen:

http://dx.doi.org/10.7554/eLife.12129 Veröffentlichung im Internet

Johannes Seiler | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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