Keine Kellerassel. Dieser Trilombit ist etwa eine halbe Milliarde Jahre alt und stammt aus Utah. Ähnliche Fossilien finden sich über die ganze Erde verteilt. Sie helfen Wissenschaftlern bei der Rekonstruktion der ersten Evolutionsschritte. Foto: John R. Paterson
© John R. Paterson

Evolutionsbiologie Eine kurze Explosion von nur 20 Millionen Jahren

Sarah Reim

Komplexe Tiere haben sich im kambrischen Zeitalter rapide entwickelt. Der Prozess war wohl früher beendet als gedacht, zeigen Forscher nun in einer Studie.

Der "Big Bang" der Evolution der Tiere, wie die kambrische Explosion manchmal genannt wird, begann vor etwa 500 Millionen Jahren. Plötzlich traten eine Vielzahl verschiedener Tierarten, die Vorläufer heutiger Spezies, auf. Die beeindruckend schnelle Evolution dieser Lebewesen könnte deutlich früher abgeschlossen gewesen sein, als häufig angenommen und „nur“ 20 Millionen Jahre gedauert haben – eine aus evolutionsbiologischer Sicht überraschend kurzen Zeitspanne. Das legt eine Studie nahe, die heute im Fachblatt „PNAS“ erscheint.

500 Millionen Jahre alte Fossilien helfen bei der Berechnung der Evolutionsrate

Wann und wie genau sich die bis dahin überwiegend aus Mikroben bestehende Biosphäre im kambrischen Zeitalter zu einer Lebenswelt mit vielzelligen Kreaturen wandelte, ist eine zentrale Frage der Evolutionsbiologie. Nicht ganz so viel Aufmerksamkeit bekommt hingegen die Frage, wann die explosionsartigen Veränderungen ihr Ende fanden. Um das zu beantworten, analysierten John Paterson von der University of New England in Armidale und seine Kollegen jetzt mehr als 100 anatomische Eigenschaften von 107 Trilobiten – Fossilien von Gliederfüßern, die vor 485 bis 521 Millionen Jahren lebten. Das Ziel war die Evolutionsrate dieser variantenreichen meeresbewohnenden Tiere abzuschätzen. Zur Auswertung ihrer Daten nutzten sie eine "molekulare Uhr", eine Methode der Genetik, mit der sich der Zeitpunkt der Aufspaltung zweier Arten von einem gemeinsamen Vorfahren bestimmen lässt. Sie setzten unterschiedliche statistische Modelle an, die zum gleichen Ergebnis kamen: Die Trilobiten entwickelten sich über die gesamte Zeitspanne gleichbleibend schnell, was bedeute, dass die Phase der schnellen Evolution bereits abgeschlossen war, so die Forscher.

Entwicklung von Kalkpanzern führt zu mehr Fossilfunden

Das Ende der kambrischen Explosion datieren Paterson und Kollegen demnach auf einen Zeitpunkt vor 519 Millionen Jahren – also in eine Phase, die viele Wissenschaftler aufgrund der großen Anzahl Fossilfunde noch zur „Explosion“ rechnen. Die englischen und australischen Forscher erklären hingegen, dass für die vielen Trilobiten aus der Zeit vermutlich gravierende Änderungen der Umweltbedingungen verantwortlich seien. Mehr Kalzium und Sauerstoff im Wasser hätten dazu geführt, dass sich zunehmend Tiere mit starkem Kalkpanzer entwickelten – für gut erhaltene Fossilien ideal. Die dafür benötigten diversen und durchaus schon komplexen Vorläuferspezies hätten sich entsprechend 20 Millionen Jahre vorher gebildet, ließen sich nach einer halben Milliarde Jahren aber schlicht nicht mehr nachweisen.

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