Ordovizium - Silur - Devon: Morgenröte unserer heutigen Erde

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1 Ordovizium - Silur - Devon: Morgenröte unserer heutigen Erde Marine Bodengemeinschaften aus Gliederfüsslern und kalkschalen-tragenden Organismen (zb Armfüsser, Muscheln, Schnecken, Kopffüssler, Korallen, Moostierchen) Massensterben No. 1 am Ende des Ordoviziums unterbricht keine der nachfolgenden Entwicklungen Im Silur Erschliessung der süssen Gewässer als Lebensraum Im Silur und Devon Evolution und weite Verbreitung der Panzerfische (Meer und Süsswasser) Im Ordovizium erste Gerüstriffe aus Korallen, Skelett- Schwämmen und Moostierchen. Ungebrochene Entwicklung der Riffe bis gegen Ende Devon. Riffe des Devons mit modernen Charakteristika Im Devon erreichten Riffe und riesige Kalkplattformen das Maximum des gesamten Phanerozoikums Erschliessung des Landes durch Pflanzen beginnt im Silur. Landpflanzen (Gefäßpflanzen) aus Symbiose zwischen Grünalge und Pilz entstanden Im späten Devon erstmals ausgedehnte Wälder aus grossen Farnartigen mit differenzierten Standorten. Frühe Landfaunen (Silur-Devon) vor allem aus Gliederfüsslern. Im späten Devon Entwicklung der Lurche aus Fischen mit Knochenskelett (Quastenflosser; Latimeria: lebendes Fossil) Massensterben No. 2 im späten Devon beendet Entwicklung der Riffe, Panzerfische und viele andere Formen verschwinden

2 Im Ordovizium erscheinen die schlosstragenden Armfüsser. Im Paläozoikum waren die Armfüsser in Flachseen weit verbreitet, wurden jedoch im Verlauf des Paläozoikums von den Muscheln und durch die allgemeine Zunahme von Sedimentdurchwühlung und Beutedruck immer mehr verdrängt. Das Bild zeigt eine im Paläozoikum weit verbreitete Gruppe von Armfüssern.

3 Starke Radiation der Schnecken (Gastropoda) im Ordovizium. Schnecke aus dem Silur, mit dem für die Alt-Schnecken typischen Schlitzband.

4 Nautilus, eine primitive und sehr langlebige Kopffüssergattung (lebendes Fossil; Silur bis heute), zeigt gut die Grundorganisation aller eingerollten Kopffüsser der Erdgeschichte.

5 Im Frühen Devon erscheinen die Ammoniten aus der Ordnung Kopffüsser. Von da an sind sie über etwa 350 Millionen Jahre eine der häufigsten Gruppen des marinen Nektons. Sie stellen zahlreiche Leitfossilien.

6 Stimmungsbild aus dem Ordovizium: Ein grosser Kopffüsser (Orthoceras) ist dabei, einen Trilobiten zu fangen. Im Hintergrund Einzelkorallen (Rugosen) und Algen.

7 Tabulaten oder Bödenkorallen. Die Tabulaten waren wichtige Riff-Bauer im Silur und Devon.

8 An Weichböden angepasste Tabulaten des Ordovizium und Silur.

9 Blick auf ein kleines Hügel-Riff im Silur

10 Blick in ein rekonstruiertes Riff des Silurs (Naturhist Museum Wien)

11 Zwei Eurypteriden, marine räuberische Skorpione bis über 2 m Länge (Silur bis Devon)

12 Fossilien von Meeres-Skorpionen (Eurypteriden) Rekonstruktion eines Meeres-Skorpions ( Eurypterus, Silur) in Jagdstellung.

13 Schwarzschiefer aus dem Silur, mit Graptolithen ( Striche ). Die Graptolithen werden in die Nähe der Chorda-Tiere gestellt.

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15 Zwei Graptolithen-Kolonien, in offener See treibend

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17 Eine charakteristische Gruppe des Devons sind die Panzerfische. Sie bewohnten sowohl das Meer als auch das Süsswasser und waren an sehr unterschiedliche Lebensweisen angepasst. Dunkleosteus im Bild ist der grösste bisher bekannte Panzerfisch. Die Panzerfische erloschen am Ende des Devons im Zuge des 2. grossen Massensterbens des Phanerozoikums (siehe Folie Massensterben) Cladoselache

18 Quastenflosser Latimeria Im Vordergrund Dunkleosteus, der grosse gepanzerte Jäger. Im Hintergrund ein Quastenflosser. Aus den Quastenflossern entwickelten sich noch während des Devons die Landwirbeltiere. Nix für Nixen: Grössenvergleich Dunkleosteus/Mensch

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20 Asteroxylon Rhynia Rekonstruktionen von zwei der ältesten Landpflanzen (mittleres Devon) nach exzellent erhaltenen Fossilien

21 Rekonstruktion von Archaeopteris (spätes Devon), einem der ältesten echten Bäume mit verholztem Stamm und verholzten Ästen und einem voll ausgebildeten Gefäss-Leitungssystem.

22 Karbon und Perm: Eiszeiten und Steinkohlewälder Die Meere erhalten durch verstärkte kontinentale Verwitterung (Böden!) seit dem späten Devon einen Nährstoff-Schub Im frühen Karbon ausgedehnte Seelilien- Wälder am Meresboden Riffe auf Schlammhügel mit Kalkalgen beschränkt. Korallen und Skelettschwämme erlangen nicht mehr ihre frühere Wichtigkeit Gross-Foraminiferen treten erstmals auf. Seitdem in der Erdgeschichte immer wieder Phasen mit massenhaft Grossforaminiferen Im späten Karbon und frühen Perm ausgedehnte Steinkohlewälder vor allem aus Farnartigen (Farne, Schachtelhalme, Bärlappe, Farnsamer) und aus Nacktsamern Im späten Karbon und frühen Perm rhythmisch wiederkehrende Eiszeiten. Permanente Eiskappe um den Südpol eines grossen Südkontinents Höherer Sauerstoff-Gehalt der Atmosphäre ermöglicht Auftreten sehr grosser tracheen-atmender Gliederfüssler, darunter die grösste bekannte Spinne und riesige Fluginsekten Diversifizierung der Lurche, Riesen-Lurche. Im Karbon Erscheinen der Reptilien (Eiablage an Land möglich!). Im Perm Erscheinen der Therapsiden, einer warmblütigen säugetierähnlichen Gruppe. Therapsiden im späten Perm weiter verbreitet und in mehr Ökonischen als die Reptilien Am Ende des Perms erfolgte Massensterben No. 3 - das grösste Massensterben des Phanerozoikums

23 Ein Seelilien-Rasen im Frühen Karbon. Nach dem Frasnian-Fammenian Massensterben waren die Flachmeere eine Zeitlang von massenhaft Crinoiden bewohnt. Die Crinoiden sind Suspensionsfresser. Welche Nahrung ihnen im Frühen Karbon so reichlich zur Verfügung stand, ist unbekannt.

24 Cells gone wild: Die Fusulinen - die ersten Grossforaminiferen der Erdgeschichte Schema des Gehäuses von Fusulina. Ellipsoid-artige Form durch Aufrollung entlang einer Längsache. Die Schale besteht aus fein-körnigem Kalziumkarbonat. Die Gehäuse sind bis etwa 4 cm lang. Schnitt durch eine Fusuline des unteren Perms der Karnischen Alpen. Bildhöhe 3.2 mm

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26 Einige typische Bäume des Steinkohlenwaldes im Späten Karbon

27 Zwei Stimmungsbilder aus den Steinkohlewäldern des Späten Karbons

28 Nadelhölzer (Koniferen) erscheinen bereits im späten Karbon. Seitdem stellen sie einen bedeutenden Anteil der Landflora. Die Grundform der Koniferen hat sich bis heute unverändert erhalten. Sie sind durch einen harzreichen, stark verholzten Stamm sowie durch Nadeln mit parallelen Blattnerven und einer dicken Wachsschicht charakterisiert. Koniferen sind gut an trockene Standorte angepasst. Konifere aus der Permzeit

29 Einige Gliederfüsser-Superlative des Karbons Megarachne, Spinne von 35 cm Länge Meganeura, Libelle von 70 cm Spannweite Arthropleura, ein Super-Tausendfüssler von bis zu 2 m Länge

30 Die Grundform vieler Land-Gliederfüssler hat sich vom Karbon bis heute fast unverändert erhalten. Neben Spinnen, Skorpionen, Libellen und Tausendfüssern sind auch die Schaben ein Beispiel für eine äußerst formkonservative Gruppe seit dem frühen Karbon. Die Gliederfüssler insgesamt sind eine der absoluten Erfolgs-Gruppen der Evolution und für die meisten Ökosysteme unverzichtbar. Lebende Schaben aus den Tropen

31 Sauerstoff-Hoch im Karbon ermöglicht Riesenwuchs von tracheenatmenden Gliederfüsslern

32 Lurch aus dem Karbon Im späten Karbon und Perm erreichten manche Lurche mehrere Meter Grösse. Bereits in der anschliessenden Perm-Zeit bekamen die Lurche jedoch von den Reptilien und von säugertierähnlichen Tieren (den Therapsiden) Konkurrenz.

33 Die Pelycosaurier und Therapsiden des Perms Pelycosaurier des Frühen Perms. Der Zweck des Rückensegels ist nicht genau bekannt - vielleicht zur Temperaturregulierung, zu Drohgebärden und Partnersuche. Therapsiden in einer verschneiten Landschaft. Die Therapsiden waren Warmblüter und zumindest manche von ihnen waren behaart. Auch in vielen Merkmalen des Skeletts waren die Therapsiden ähnlich Säugetieren. Die Therapsiden erloschen am Ende des Perm im Zuge des P-T Massensterbens.

34 Pelycosaurier (oben) und Therapsiden (unten) des Perms

35 Das Massensterben am Ende des Perm (Perm-Trias Massensterben; P-T Massensterben) Massensterben von irdischen Vorgängen verursacht: Riesige Basaltaustritte in Sibiria kombiniert mit Vorhandensein grosser sauerstoff-freier Wassermassen in den Ozeanen führten wahrscheinlich zu einem Kalt - Warm Schock, sowie einer vorübergehend starken Verschiebung der Ozeanchemie. Beides war für viele Tiergruppen fatal 85-96% aller marinen Gattungen starben aus. Die riffbildenden Altkorallen des Paläozoikums waren restlos erloschen Das dem Massensterben folgende Gesteins-Intervall ist extrem arm an Fossilien Erst etwa 8-10 Ma nach dem P-T Massensterben treten erstmals Riffe mit modernen Korallen (Scleractinia) auf Die Therapsiden des Perm veschwinden beim P-T Massensterben. Aus den überlebenden Reptilien entwickeln sich die Dinosaurier

36 Im Mesozoikum marine Wirbellosen-Fauna immer moderner. Armfüssler werden seltener, Muscheln und Schnecken weit verbreitet. Ausbreitung moderner Schnecken (Neogastropoda). Das Mesozoikum - Dinosaurier, Säuger, Vögel und Blumen In der Trias Neu-Evolution der Riffe. Riffe aus Skelettschwämmen und aus modernen Korallen. Nach dem Massensterben No. 4 am Ende der Trias müssen die Korallen-Riffe nochmals fast von vorn beginnen. In der Kreidezeit treten mehrere Gruppen von Gross-Foraminiferen zumteil in gesteinsbildenden Massen auf In Jura und Kreide bedeutende Evolution der Schwämme. Ab mittlerem Jura Beginn des Auftretens von kalkigem Mikro-Plankton (Coccolithophoriden, Foraminiferen) im offenen Ozean. Verlagerung des Schwerpunkts der globalen Kalkbildung von Flach-Meeren in die Ozeane Auftreten erster Säugetiere (Mammalia) in der Trias. Nebeneinander von Dinosauriern und Säugern. Die meisten mesozoischen Säuger haben räuberisch gelebt (Gebiss, Skelett). Evolution der Vögel (Aves) aus kleinen Dinosauriern während des Jura. In der Kreidezeit rasche Evolution der Vögel Erstes Auftreten und rasche Evolution der Blütenpflanzen (Bedecktsamer) in der frühen Kreidezeit

37 Gespenstische Leere nach dem P-T Massensterben. Weltweit findet sich (ausser vielleicht in einigen Refugien?) knapp nach dem Massensterben ausser Stromatolithen nur noch eine extrem artenarme Fauna aus kleinen Muscheln und winzigen Schnecken. Die Bilder zeigen typische Muschellagen aus der Werfener Formation (frühe Trias) der Südalpen.

38 1 cm Gestein, das gänzlich aus den Hartteilen von Seelilien (Stachelhäuter) aufgebaut ist. Flachwasser-Kalk der Trias-Zeit, Deutschland. Heute sind solche Sedimente nur noch in der Tiefsee vorhanden.

39 Typische Armfüssler des Mesozoikums. Im Mesozoikum sind sie bereits relativ selten und nicht mehr so artenreich wie im Paläozoikum. Vor allem auf harten Unterlagen (zb. Felsen, Korallenstöcke) haben sie sich bis heute gehalten.

40 Scleractinia ( Neukorallen ), die von der Mittleren Triaszeit bis heute wichtige Riff-Bauer sind.

41 Verschiedene Riffbildner der späten Trias. Dachstein-Riffkalk der Nördlichen Kalkalpen. In den Dachstein-Riffen waren neben Korallen auch Skelettschwämme wichtige Riffbauer.

42 Während des Mesozoikums waren Schwämme mit Kalk- oder Kieselskelett in den Flachmeeren weit verbreitet.

43 Steinkern von Megalodus, der Dachstein- oder Kuhtrittmuschel. Diese grosse, dickschalige Muschel lebte in Ansammlungen in den kalkschlammigen Weichböden der Lagunen der Kalkplattformen (Dachsteinkalk) der späten Trias-Zeit.

44 Drei Schneckengruppen, die während des Mesozoikums erschienen und bis heute häufig sind.

45 Lobenlinie Trias-Ammoniten (Ceratiten), zu erkennen an der typischen Lobenlinie.

46 Arietites ist ein typischer Ammonit der frühen Jura-Zeit und ist auch in den Alpen in Gesteinen dieses Alters häufig zu finden (zb bei Adnet in Salzburg und am Fonsjoch in Tirol).

47 Heteromorphe Ammoniten der Kreidezeit - nicht degeneriert, sondern gut angepasst

48 Inoceramen, eine Muschelgruppe die in der Kreidezeit auf Schlammböden häufig war. Aus dieser Gruppe kommen viele exzellente Leitfossilien.

49 Ein Beispiel für evolutive Anpassung: Muschel, die durch Ausbildung eines röhrenförmigen Wachstums für ein Leben in riffartigen Gemeinschaften geeignet war.

50 Schnitt parallel zur Schichtung durch ein Riff aus röhrenförmigen Muscheln. Obere Kreide-Formation, Österreich.

51 Orbitoides In der Kreidezeit sind Gross-Foraminiferen häufig. Örtlich sind sie in gesteinsbildenden Massen vorhanden. Orbitolina

52 Die drei Hauptgruppen der Dinosaurier (Sereno, 1999) A: Ornitischia; B: Theropoda; C: Sauropodomorpha

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54 Der allseits bekannte Archaeopteryx der späten Jura-Zeit: ein berühmtes missing link

55 a Details kein Prüfungsstoff! b Verwandtschaft (a) und Familien-Diversität (b) der Säugetiere. Beachte, dass die Säuger bereits im Mesozoikum eine rasche Evolution durchliefen und dass sich die heutige Säuger-Fauna stark von der des Mesozoikums unterscheidet!

56 DAS Massensterben am Ende der Kreidezeit (K-T Massensterben; Massensterben No. 5) Einschlag eines feststoffreichen Meteoriten nahe der heutigen Halbinsel Yucatán führt zu einer weltweiten Katastrophe. Einschlagskrater (ca 300 km Durchmesser) wurde durch Fernerkundung gefunden. Meteorit schlug in Gesteine mit Gips (CaSO 4 ) ein, dadurch Versauerung der Atmosphäre und der Ozeane ( strangelove ocean ). Im Ozean vorübergehend völliger Zusammenbruch der Erhaltung von Kalk und wahrscheinlich auch grossteils der biologischen Verkalkung. Die planktonischen Foraminiferen der Kreidezeit erlöschen. Später erscheinen neue Gruppen von planktonischen Foraminiferen. Dinosaurier sterben aus. Im marinen Bereich sterben viele bis dahin langlebige und weit verbreitete Gruppen aus, darunter die Ammoniten. Die Neukorallen überstehen dieses Massensterben recht unbeschadet. Insgesamt war das K-T Massensterben nicht so drastisch und - abgesehen vom Verschwinden der Saurier - von so langfristigen Folgen wie das P-T Ereignis.

57 Das Känozoikum Marine Wirbellosen-Fauna mit modernem Charakter. Im Eozän treten Gross-Foraminiferen in gesteinsbildender Masse auf Skelettschwämme verschwinden aus den Riffen. Moderne Riffe fast nur noch aus Korallen aufgebaut (siehe auch Folie zur Zus.setzung von Riffen). An Land evoluieren die Säuger nach dem Verschwinden der Saurier zunächst nur langsam Säuger erschliessen vor allem zwei Bereiche neu, (1) das Meer (vorher durch Saurier besetzt), (2) Gras-Savannen, die sich erst während des Känozoikums ausbilden Marine Gross-Säuger (Wale, Robben) entwickeln sich bereits im Eozän Im frühen Oligozän markante und nachhaltige klimatische Abkühlung Im Miozän und Pliozän weitere Schritte rascher Abkühlung des globalen Klimas. Rückgang von Feuchtgebieten, Ausbreitung halbtrockener Gebiete, Evolution und Ausbreitung der Gräser, Savannen. Ausbreitung von Savannen löst rasche Evolution der Huftiere aus. In der afrikanischen Savanne Evolution der Primatenlinie, die zum Menschen führt Vor 2.6 Ma Übergang zum Eiszeitalter (Quartär): weltweit kühles Klima, rascher Wechsel zwischen relativen Warm- und Kaltzeiten. Evolution des Jetztmenschen (seit ca ka).

58 3 2 1 kühler wärmer Die allgemeine klimatische Abkühlung während des Känozoikums (aus Stanley, 1999)

59 Nummulites Im Känozoikum werden Grossforaminiferen eine Zeit lang (Eozän) sehr häufig und treten oft gesteinsbildend auf. Discocyclina

60 Eozän Kreidezeit Die wichtigsten Gruppen von Gross-Foraminiferen der Erdgeschichte. Vor allem die Orbitoiden der Kreidezeit und die Nummuliten des Eozäns traten oft in gesteinsbildenden Massen auf. Spätes Karbon und Perm

61 Haifisch-Zähne sind in Schichten des Känozoikums recht häufig. Im Tertiär erreichten die Weissen Haie Längen von bis zu 15 Meter. Zusammen mit den fleischfressenden Walen stehen die Haie am Ende der Nahrungskette im Meer.

62 Einige typische Schnecken des Känozoikums

63 Acropora ( Geweihkoralle ), Eozän bis heute. Heute ist dies die weltweit häufigste Koralle im Bereich der Riff-Kronen. Acropora vermehrt sich hauptsächlich durch Zerbrechen!

64 Ausgedehnte Savannen mit kurzer Regenzeit stellen den bezeichnenden neuen Lebensraum des Känozoikums dar. Die Ausbildung von Savannen wurde im wesentlichen durch die Evolution der Gräser ermöglicht. In den Savannen erfolgte der bedeutendste Evolutions-Schub der Säuger an Land, sowie die Evolution des Menschen.

65 vor etwa 35 Ma vor etwa 50 Ma aus Stanley (1999)

66 Während des Mesozoikums gab es keine nennenswerte marine Säugetier- Fauna. Das Meer dürfte (im Gegensatz zum Land!) zu erfolgreich von den Sauriern besetzt gewesen sein, sodass Evolution mariner Säuger erst nach dem Aussterben der Saurier möglich war.

67 Das Vorfahrenfeld des Menschen (aus Stanley 1999)

68 Vergleich des Skeletts eines Australopithecus mit dem des Homo erectus

69 Der Schimpanse ist der nächste lebende Verwandte des Menschen. Der Gensatz des Schimpansen und des Menschen sind zu mehr als 98% identisch.

70 Abgesehen von einem kräftigeren Körperbau war der Neandertaler dem Jetztmenschen sehr ähnlich.

71 Der Mensch - wirklich Die Krone der Schöpfung?