Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wandernde Kontinente schufen artenreiche Korallenriffs

06.05.2016

Ein internationales Forscherteam untersuchte die geografischen Muster der Evolution von Korallen und Riff-Fischen. Dabei zeigte sich: Die heutige geografische Verteilung von tropischen Meerestierarten ist eine Folge von 100 Millionen Jahren Erdgeschichte und den Kontinentalverschiebungen, welche die tropischen Lebensräume veränderten.

Nirgends ist heute die Artenvielfalt an Korallen und riffbewohnenden Fischen grösser als in Südostasien – in den tropischen Gewässern um Indonesien und seiner Nachbarländer. «Wer den Grund für diese Vielfalt verstehen will, muss 100 Millionen Jahre zurückblicken – in eine Zeit, als das heutige Südamerika und Afrika noch einen gemeinsamen Grosskontinent bildeten und das heutige Indien eine Insel auf der Südhalbkugel der Erde war», sagt Loïc Pellissier, Professor für Landschaftsökologie an der ETH Zürich und der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL. Bis vor zehn Monaten leitete er eine Forschungsgruppe an der Universität Freiburg (Schweiz).


Korallenriffe – hier das Great Barrier Reef – sind extrem artenreiche Lebensräume.

Simon Gingins

Ein internationales Forscherteam unter seiner Leitung untersuchte mit einem Computermodell erstmals die geografischen Muster, nach denen sich in der Jahrmillionen dauernden Evolutionsgeschichte von Korallen und Riff-Fischen neue Arten herausgebildet haben. Damit zeigten die Wissenschaftler, dass mit grosser Wahrscheinlichkeit die erdgeschichtlichen Verschiebungen der Kontinentalplatten die treibenden Kräfte waren hinter der Artbildung.

Kombination verschiedener Modelle

Um zu diesem Schluss zu kommen, kombinierten die Forschenden verschiedene Simulationsrechnungen und Daten. Dazu gehören eine Simulation der erdgeschichtlichen Veränderungen des Meeresbodens sowie Informationen zur früheren Ausdehnung der Tropen, die auf Funden von Fossilien tropischer Korallenarten basieren. So erstellten sie ein dynamisches räumliches Modell, das angibt, wo sich im Laufe der Erdgeschichte seichte und warme Gewässer befanden, in denen Korallen und andere tropische Lebewesen einen Lebensraum fanden.

In dieses Modell integrierten sie einen bekannten Mechanismus der Evolution, nach dem sich aus einer bestehenden Tierart zwei neue bilden. Als Veranschaulichungsbeispiel soll eine beliebige Fischart dienen, die vor 100 Millionen Jahren in einem tropischen Korallenriff lebte. Teilt sich ihr Heimatriff beispielsweise wegen Kontinentalverschiebungen in zwei voneinander getrennte Riffs, entwickeln sich die Populationen in diesen Gebieten unabhängig voneinander weiter. Über die nachfolgenden Hunderttausende von Jahren können sich so zwei neue Arten herausbilden.

Hotspot im Ur-Ozean

Eine solche Fragmentierung der tropischen Lebensräume fand tatsächlich statt, wie Pellissier und seine Kollegen in ihren Modellrechnungen zeigten. Ihre Simulation beginnt vor 140 Millionen, als das heutige Südamerika, Afrika, Indien und Australien gemeinsam den Grosskontinent Gondwana bildeten. Seinen äquatorseitigen Küsten entlang gab es ein riesiges zusammenhängendes seichtes Gewässer. In den folgenden Jahrmillionen brach der Grosskontinent auf. Es kam zu massiven Kontinentalverschiebungen und zu einer Fragmentierung der tropischen Gewässer.

Besonders stark war diese Fragmentierung vor 50 bis 60 Millionen Jahren, wie Fabien Leprieur, Professor an der Universität Montpellier und Erstautor der Studie, sagt: «Im westlichen Teil der Tethys, des Ur-Ozeans zwischen Afrika und Eurasien, gab es damals eine komplexe Meeresbodenstruktur mit vielen voneinander separierten seichten Gewässern – einen eigentlichen Flickenteppich.» Die plattentektonischen Vorgänge zu jener Zeit trennten und vereinigten diese Gewässer, es war ein äusserst dynamisches System, das die Artbildung stark begünstigte.

Dass die West-Tethys Region damals ein Hotspot der Artbildung war, ist von Fossilienfunden bekannt. Diese Funde zeigen auch, dass sich dieser Hotspot in den vergangenen 60 Millionen Jahren von der Tethys ins heutige Südostasien verschoben hat. «Unsere Modelle geben nun erstmals eine Erklärung für diese Verschiebung», so Pellissier. «Wegen den plattentektonischen Vorgängen entstanden im Verlauf der Jahrmillionen an verschiedenen Orten neue Lebensräume, andere vereinigten sich oder verschwanden. Diese dynamischen Strukturen förderten die Verschiebung des Artbildungs-Zentrums», so der Landschaftsökologie-Professor.

Vereinigung der Fauna Australiens und Asiens

Die heutige Artenvielfalt in Südostasien ist jedoch nicht ausschliesslich in dieser Wanderbewegung begründet. Vielmehr traf sich dort vor rund 15 Millionen Jahren auch die Meeresfauna der Tethys mit jener Australiens. Diese Begegnung war ebenfalls begünstigt durch die Kontinentalverschiebung, in diesem Fall durch die Verschiebung der australischen Kontinentalplatte Richtung Äquator, wie Pellissier und seine Kollegen zeigen. «Für landlebende Tiere und Pflanzen war diese australoasiatische Begegnung schon bekannt. Wir zeigen jetzt auf, dass es sie auch für tropische Meereslebewesen gab.»

Korallenriffe, welche im Fokus dieser Studie stehen, sind temperaturempfindlich und wegen der Klimaerwärmung weltweit in Gefahr: Das Great Barrier Reef in Australien erlebt derzeit die grösste Korallenbleiche seiner Geschichte. Pellissier: «In diesem Zusammenhang ist es wichtig zu verstehen, dass die heutigen Riff-Ökosysteme eine sehr lange Geschichte haben. Es brauchte 100 Millionen Jahre, um die ausserordentlich grosse Artenvielfalt aufzubauen, möglicherweise dauert es aber weniger als 100 Jahre, sie zu zerstören.»

Literaturhinweis
Leprieur F et al.: Plate tectonics drive tropical reef biodiversity dynamics. Nature Communications, 6. Mai 2016, doi: 10.1038/ncomms11461

Video: https://youtu.be/uGuKB0a_vyY
Videolegende: Simulation der vergangenen 60 Millionen Jahre. Das Artenreichtum seichter tropischer Riffs ist gelb bis rot markiert. Je stärker rot, desto mehr Arten lebten dort (entsprechend den Simulationen). (Video: Patrice Descombes und Loïc Pellissier)

News und Medienstelle | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)
Weitere Informationen:
http://www.ethz.ch

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Nährstoffhaushalt einer neuentdeckten “Todeszone” im Indischen Ozean auf der Kippe
06.12.2016 | Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie

nachricht Wichtiger Prozess für Wolkenbildung aus Gasen entschlüsselt
05.12.2016 | Leibniz-Institut für Troposphärenforschung e. V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Im Focus: Shape matters when light meets atom

Mapping the interaction of a single atom with a single photon may inform design of quantum devices

Have you ever wondered how you see the world? Vision is about photons of light, which are packets of energy, interacting with the atoms or molecules in what...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Das Universum enthält weniger Materie als gedacht

07.12.2016 | Physik Astronomie

Partnerschaft auf Abstand: tiefgekühlte Helium-Moleküle

07.12.2016 | Physik Astronomie

Bakterien aus dem Blut «ziehen»

07.12.2016 | Biowissenschaften Chemie