Urzeitliche Brutstätte: Im chinesischen Haiyan haben Forscher die fossile Kinderstube einiger der frühesten Tiere der Erdgeschichte entdeckt – sie stammt aus der Zeit vor 518 Millionen Jahren. Die große Zahl an Jungtieren früher Tierformen in der Fossillagerstätte gibt erstmals einen Einblick darin, wie diese Urahnen aller modernen Tierstämme einst heranwuchsen. Gleichzeitig legen die Funde nahe, dass schon die Tierwelt des Kambriums besondere Lebensräume für ihre Fortpflanzung aufsuchte.
Im Kambrium vor gut 540 bis 480 Millionen Jahren entstanden die Vorfahren fast aller Tierstämme, die heute Wasser und Land bevölkern. Frühe Mehrzeller aus jener Zeit entwickelten erstmals entscheidende Komponenten des tierischen Grundbauplans – vom Kopf und Gehirn über das Herz bis zum Darm. Auch die räuberische Lebensweise oder Verhaltensmuster wie die Brutpflege entstanden vermutlich schon während dieser Ära. Wo und wie sich diese frühen Tiere jedoch vom Jungtier zum Erwachsenen entwickelten, darüber war bislang wenig bekannt.
Älteste und vielfältigste Fossillagerstätte
Ein Team um Xianfeng Yang von der Yunnan Universität in China hat nun eine außergewöhnliche Fossillagerstätte entdeckt, die darüber mehr Aufschluss geben könnte. Am Ausgrabungsort Haiyan in der Nähe des ostchinesischen Meeres entdeckten sie eine Schicht mit Fossilien früher Tierformen. Viele Exemplare sind so gut erhalten, dass sogar Weichteile sichtbar sind. „Die Fundstelle hat Details wie dreidimensionale Augen bewahrt – Merkmale, die noch nie zuvor gesehen wurden, vor allem in so frühen Ablagerungen“, sagt Koautorin Sara Kimmig von der Pennsylvania State University.
Die Forscher datierten die Fossilien auf ein Alter von etwa 518 Millionen Jahren. Unter den 2.846 gefundenen Exemplaren identifizierten Yang und Kollegen 118 Arten aus 14 verschiedenen Tierstämmen, darunter 17 neue Arten. Damit ist diese Lagerstätte die älteste und vielfältigste, die bisher gefunden wurde. Unter anderem entdeckten sie verschiedene frühe Vertreter der Rippenquallen, Priapswürmer, Schwämme und Arthropoden sowie von Hemichordaten und Chordatieren – den Urahnen der späteren Wirbeltiere.
Hinweise auf Paläo-Kinderstube
Besonders spannend für die Paläontologen: Fast die Hälfte der neu entdeckten Fossilien stammen nicht von ausgewachsenen Tieren, sondern sind Jugendstadien. Sogar die Eier einiger früher Krebstiere sind im Fossilienensemble erhalten. „Es ist erstaunlich, all diese Jungtiere im Fossilbericht zu sehen“, sagt Koautor Julien Kimmig von der Pennsylvania State University. „Juvenile Fossilien sind etwas, das wir nur selten zu Gesicht bekommen, vor allem von wirbellosen Tieren mit weichem Körperbau.“
Die Funde geben damit erstmals Einblicke in die Entwicklung dieser frühen Tierformen vom Jungtier zum Erwachsenen. Womöglich handelt es sich um die älteste bisher entdeckte „Kinderstube“ der urzeitlichen Meerestiere. „Es ist bekannt, dass viele Meerestiere den Ort für die Eiablage und die Aufzucht ihrer Nachkommen nicht zufällig wählen, sondern dass sie für die Jungtiere bestimmte Lebensräume bevorzugen, die sich oft von denen ihrer erwachsenen Artgenossen unterscheiden“, erläutern die Forschenden.
Der hohe Anteil an Larven und Jungtieren in der Haiyan-Lagerstätte könnte darauf hindeuten, dass es solche Brutstätten bereits vor mehr als 500 Millionen Jahren gab. Denkbar wäre, dass die entsprechende Stelle einen besonders guten Schutz vor Fressfeinden und zu starken Meeresströmungen bot.
Schneller Wechsel der Umweltbedingungen?
„Die Paläo-Kinderstuben-Hypothese ist eine plausible Erklärung für die Vielfalt und Fülle der in der Haiyan-Lagerstätte gefundenen Jungtiere“, schreiben die Autoren. Zugleich schlagen sie jedoch auch eine alternative Interpretation vor: „Es könnte sich auch um einen Ort gehandelt haben, an dem bewohnbare und unwirtliche Bedingungen schnell wechselten“, erläutern sie.
„In einer solchen Umgebung ist es möglich, dass einige Exemplare dorthin gelangt sind und sich fortgepflanzt haben, was die zahlreichen Larven, Jungtiere und Subadulten erklärt. Schnelle Umweltveränderungen führten dann zum Tod der Exemplare, bevor die Population einen stabilen Zustand erreichen konnte“, so die Paläontologen. Für diese Hypothese spricht, dass die Lagerstätte mehrere Sedimentschichten enthält, die jeweils ein Verschüttungsereignis repräsentieren. Die größte Artenvielfalt enthält dabei die unterste Schicht.
Einzigartiger Einblick
„In jedem Fall bietet die Haiyan-Lagerstätte einen einzigartigen Einblick ins Kambrium und eine seltene Gelegenheit, das Aufwachsen von frühen Tieren mit weichem Körper, die möglichen Ursprünge der Metamorphose sowie regionale und lokale Einflüsse auf das Wachstum zu untersuchen und zu verstehen“, konstatieren Yang und seine Kollegen.
Julien Kimmig ergänzt: „Wir werden sehen, wie verschiedene Körperteile im Laufe der Zeit gewachsen sind, was wir derzeit für die meisten dieser Gruppen nicht wissen. Und diese Fossilien werden uns mehr Informationen über ihre Beziehungen zu modernen Tieren geben. Wir werden sehen, ob die Entwicklung dieser Tiere heute ähnlich verläuft wie vor 500 Millionen Jahren, oder ob sich im Laufe der Zeit etwas verändert hat.“ (Nature Ecology and Evolution, 2021, doi: 10.1038/s41559-021-01490-4)
Quelle: Pennsylvania State University
