Leitfossilien

Bis zum Beginn des 19. Jahrhunderts wusste man nicht, was Fossilien eigentlich genau darstellen. Fossilien waren aber schon länger bekannt. Bereits um 1500 wurde unter den Gelehrten erbitterter Streit um die Frage geführt, wie Fossilien entstanden sind. Eine Gruppe vertrat die Auffassung, dass Fossilien entweder eine Laune der Natur oder Schöpfungen des Bösen sind. Die andere Gruppe vertrat schon damals die heute gültige Meinung, dass Fossilien Überreste von prähistorischen Pflanzen und Tieren sind. Sie konnten sich aber mit ihrer Meinung erst im Laufe des 19. Jahrhunderts durchsetzen. Noch im 18. Jahrhundert glaubten viele daran, dass Fossilien Hinterlassenschaften der biblischen Sintflut sind.

Fossilien

Was sind nun eigentlich Fossilien?

Fossilien sind erhalten gebliebene Reste oder Spuren von Pflanzen und Tieren aus vergangenen geologischen Zeitaltern.

Fossilien

• kennzeichnen Organismen früherer Zeitalter,
• beweisen die Stammesentwicklung der Pflanzen und Tiere,
• beweisen verwandtschaftliche Beziehungen zwischen den Organismen,
• lassen Formenwandel, Reihenfolge und Geschwindigkeit des biologischen Entwicklungsprozesses erkennen.

Anhand von Fossilien kann man die Entwicklungsgeschichte (Evolution) von den ausgestorbenen bis zu den heutigen Lebewesen nachvollziehen.

Berühmte Fossilien sind der Urvogel Archaeopteryx und das Urpferdchen. Der Archaeopteryx stellt ein Brückenglied zwischen Reptilien und Vögeln dar und beweist somit deren verwandtschaftliche Beziehung.

Die vielleicht ältesten indirekten Hinweise auf Leben in der Vorzeit geben 3,5 Milliarden Jahre alte Stromatolithen aus Westaustralien.

Stromatolithen sind hügelartige Gesteinskörper, die aus dünnen Lagen aufgebaut sind. Heute entstehen solche Strukturen in warmen und lichtdurchfluteten Flachmeeren durch fadenförmige Cyanobakterien. Diese leben dicht an dicht und bilden eine Algenmatte, in die sich Kalk- und Sandpartikel verfangen und eine dünne Lage bilden. Dieser Lage wächst eine neue Algenmatte auf, die ihrerseits die nächste Lage bildet. Mit der Zeit entsteht auf diese Weise ein Stromatolith. Die mikroskopisch kleinen Cyanobakterien selbst sind, von wenigen Ausnahmen abgesehen, fossil nicht überliefert.

Fossilien von ersten eukaryotischen Zellen wurden in 1,4 Milliarden alten Gesteinsschichten gefunden.

Entstehung von Fossilien – Fossilisationsprozesse

Fossilien können entweder aus Teilen des Lebewesens selbst oder als dessen Abdruck im Gestein oder als dessen Spur im Gestein auftreten.

Die Art und Weise der Entstehung der Fossilien bestimmt den Typ des Fossils. Es werden folgende Typen unterschieden:

• Versteinerungen
• Steinkerne
• Abdrücke
• Einschlüsse
• Mumifizierungen
• Inkohlungen

Altersbestimmungen von Fossilien

Um die Stammesentwicklung nachvollziehen und dann Stammbäume aufstellen zu können, müssen die Fossilien in eine zeitliche Reihenfolge gebracht werden. Heute gibt es Methoden, mit denen man das absolute Alter von Fossilien messen kann. Natürlich kann man nicht aufs Jahr genau das Alter eines Fossils bestimmen, man kann es aber bis auf tausend, teilweise sogar hundert Jahre eingrenzen. Die verschiedenen Methoden sind die Bestimmung

• nach dem umgebenden Sedimentgestein,
• nach radiometrischen Messungen (Messung der Radioaktivität), z. B. Radiokarbonmethode, Kaliumargonmethode,
• nach der Aminosäuren-Uhr.

Wie man aus dem Sedimentgestein, das das Fossil umgibt, das relative Alter des Fossils gegenüber anderen Fossilien bestimmen kann, kann man mithilfe von Fossilien auch das relative Alter von Gesteinsschichten bestimmen. Durch radiometrische Messungen an einem Fossil kann man dessen absolutes Alter in Jahren bestimmen; dieses Alter gilt dann auch für das umgebende Sedimentgestein. Fossilien, die für einen eng gefassten Zeitabschnitt in der Erdgeschichte stehen, heißen Leitfossilien.

Leitfossilien

Leitfossilien sind also fossile Tier- und Pflanzenarten, die einem kurzen erdgeschichtlichen Zeitabschnitt zugeordnet sind. Leitfossilien sollten die folgenden Bedingungen erfüllen:

• Leichte Unterscheidbarkeit von anderen Arten.
• Weite geografische Verbreitung, denn so können auch weit voneinander entfernte Gesteinsschichten als gleich alt erkannt werden.
• Vorkommen in vielen und unterschiedlichen Sedimentgesteinen. Das heißt, dass die entsprechenden Organismenarten mit unterschiedlichen Umweltbedingungen zurechtgekommen sein mussten.
• Das Leben des Leitfossils auf der Erde ist auf einen kurzen Zeitabschnitt beschränkt, nur so ist eine enge zeitliche Zuordnung von Gesteinschichten möglich.

Die wichtigsten Leitfossilien sind:

Trilobiten für Kambrium bis Silur. Die Trilobiten sind eine ausgestorbene Gruppe der Gliederfüßer (Arthropoda). Sie besaßen einen chitinhaltigen Panzer, der in drei Teile gegliedert war. Dieser Tatsache haben sie ihren deutschen Namen „Dreilappenkrebs“ zu verdanken.

Graptolithen für das Ordovizium und Silur. Graptolithen sind bereits ausgestorbene, ehemals im Meer lebende Tiere. Sie lebten in Kolonien und bildeten ein chitinartiges Außenskelett.

• Ammoniten für das Mesozoikum, besonders für Trias und Jura. Die Ammoniten sind eine Gruppe der Kopffüßer (Cephalopoda) und wie die Trilobiten und die Graptolithen ausgestorben. Sie lebten in einem meist spiral gedrehten Kalkgehäuse, dessen Größe von einigen Zentimetern bis zu fünf Metern reichte. Eine den Ammoniten ähnelnde und noch heute lebende Art ist der Nautilus (Perlboot).
• Schnecken und Muscheln für Tertiär und Quartär.

In der Paläontologie, der Wissenschaft vom Leben in der Vorzeit, spielen auch Klein- und Mikrofossilien, die nur unter dem Mikroskop erkennbar sind, eine wichtige Rolle. Viele dieser Mikrofossilien wie Foraminiferen, Kieselalgen sowie Pollen und Sporen von Pflanzen sind gute Leitfossilien.