Mit Computertomografie dem Liliput-Effekt auf der Spur

Neues aus der Forschung

Meldung vom 24.07.2018

FAU-Paläobiologen untersuchen das Schrumpfen fossiler Kopffüßer


180801-0208_medium.jpg
 
Paläobiologin Patricia Rita am CT-Gerät im GeoZentrum Nordbayern an der FAU.
Patrícia Rita, Kenneth De Baets, and Martina Schlott
Rostrum size differences between Toarcian belemnite battlefields
Fossil Record
DOI: 10.5194/fr-21-171-2018


Nicht erst das Aussterben der Dinosaurier hat deutlich gemacht, dass Umwelt- und Klimaveränderungen erhebliche Auswirkungen auf die Biosphäre haben. Kleinere Lebewesen, die den heutigen Kalmaren ähnliche Belemniten zum Beispiel, haben auf nicht ganz so spektakuläre Weise auf Klimaänderungen reagiert – und zwar mit der Verringerung ihrer Größe. Die Untersuchung der Wechselwirkungen, die zu diesem sogenannten Liliput-Effekt geführt haben, ist nicht nur komplex, sie erfordert auch innovative Forschungsmethoden. Paläobiologen des GeoZentrums Nordbayern der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) ist es nun in einer Pilotstudie gelungen, die Methodik der Größenbestimmung von Kopffüßern anhand von computertomografischen Daten und der Messung der internen Länge zu revolutionieren und erstmals eine Verkleinerung nachzuweisen. Die Ergebnisse hat das Forscherteam im Fachjournal „Fossil Record“ veröffentlicht.*

Aussterben, aber auch eine Verringerung der Körpergröße von Lebewesen werden immer wieder mit Krisen in der Erdgeschichte wie Klimaerwärmungen und Sauerstoffmangel in Verbindung gebracht. Bislang wenig untersucht sind dabei Belemniten. Dabei handelt es sich um Kopffüßer, die vor 182 Millionen Jahren im Erdmittelalter, dem Mesozoikum, weit verbreitet waren und im Meer lebenden Sauriern als Beute dienten. Die FAU-Wissenschaftler Dr. Kenneth De Baets und Patricia Rita sowie die Bachelorstudentin Martina Schlott untersuchten zwei Anhäufungen von Belemniten, so genannte „Battlefields“, aus dem Toarcium auf ihre Körpergröße.

Belemniten-Schlachtfelder in Franken

Für die Studie wurden jeweils mindestens 70 Belemniten der fränkischen Fundorte bei Buttenheim und Forth gesammelt, vermessen, analysiert und die Ergebnisse im Zeitverlauf verglichen. Das Wissenschaftsteam konnte mit den Ergebnissen erstmals nachweisen, dass zwischen dem frühen Toarcium vor 182 Millionen Jahren und dem mittleren Toarcium vor 178 Millionen Jahren eine Verringerung der Größe des kegelförmigen, zylindrischen Skeletts – auch Donnerkeil genannt – der Belemniten aufgetreten ist. Als mögliche Ursachen werden ein Ansteigen der Temperatur und eine Verringerung des Sauerstoffs im Meerwasser angenommen – Hypothesen, die noch weiter untersucht werden müssen.



Neue, innovative Messmethode

Zur Vermessung gingen die Wissenschaftler neue Wege: Zum Einsatz kam ein Computertomograf (CT) am GeoZentrum sowie eine innovative Messmethode. „Meine Mitarbeiterinnen haben in akribischer Fleißarbeit Belemnit für Belemnit im CT vermessen und mit einer speziellen Software Rekonstruktionen herausgearbeitet“, erklärt Dr. De Baets. Wurde in bisherigen Untersuchungen die Breite und Höhe sowie der maximale Durchmesser des Belemniten gemessen, entschied sich das Team als gutes Maß für die Größe, die sogenannte interne Länge zu wählen. Sie reicht von der Anfangskammer, auch Sipho genannt, bis in die Spitze. „Durch den Einsatz des CT ist es auch möglich, das Fossil nicht zu zerstören, das Volumen der Donnerkeile zu errechnen und nach und nach ein 3D-Bildarchiv aufzubauen“, stellt der Untersuchungsleiter De Baets die Vorteile der neuen Methode heraus.

Die Wissenschaftler wollen ihre Untersuchungen, die sie im Rahmen der DFG-Forschergruppe „Temperature-Related Stresses as a Unifying Principle in Ancient Extinctions“ durchführen, zeitlich und räumlich ausweiten. Als nächstes stehen Messungen von mehr als 1.000 Belemniten von verschiedenen europaweiten Fundstellen an, die wie Mosaiksteine allmählich zu einem Gesamtbild zusammengesetzt werden sollen. Auch an einer höheren Auflösung bei den computertomografischen Messungen wird gearbeitet, um weitere, detaillierte Erkenntnisse zu sammeln. Insgesamt soll die Studie durch Untersuchungen der Geschichte des Lebens zum besseren Verständnis des globalen Klimawandels beitragen.


Diese Newsmeldung wurde erstellt mit Materialien von idw


News der letzten 2 Wochen


Meldung vom 17.01.2019 13:47

Mieser Fraß: Wie Mesozooplankton auf Blaualgenblüten reagiert

Warnemünder MeeresforscherInnen ist es mithilfe der Analyse von stabilen Stickstoff-Isotopen in Aminosäuren ...

Meldung vom 17.01.2019 13:41

Einblicke in das Wachstum einer tropischen Koralle

Kalkbildung in Korallen: Ein doppelter Blick und dreifache Messungen erlauben neue Einblicke in das Wachstum e ...

Meldung vom 17.01.2019 13:31

Plötzlich gealtert

Coralline Rotalgen gibt es seit 130 Millionen Jahren, also seit der Kreidezeit, dem Zeitalter der Dinosaurier. ...

Meldung vom 17.01.2019 13:19

Mehr Platz für Vögel und Schmetterlinge in der Landwirtschaft

Um den schwindenden Bestand von Vögeln und Schmetterlingen im Schweizer Kulturland wieder zu erhöhen, müsse ...

Meldung vom 17.01.2019 13:14

Ernst Haeckel als Erzieher

Biologiedidaktiker der Uni Jena geben Reprint der Dodel-Schrift „Ernst Haeckel als Erzieher“ mit heraus.

Meldung vom 17.01.2019 13:10

Das Ohr aus dem 3-D-Drucker

Aus Holz gewonnene Nanocellulose verfügt über erstaunliche Materialeigenschaften. Empa-Forscher bestücken d ...

Meldung vom 17.01.2019 13:04

Menschliche Darmflora durch Nanopartikel in der Nahrung beeinflussbar

Neue Studie der Universitätsmedizin Mainz über die (patho)biologischen Auswirkungen von Nanopartikeln auf da ...

Meldung vom 10.01.2019 19:47

Erster direkter Nachweis eines Wal jagt Wal - Szenarios in früheren Ozeanen

In einer im open-access Journal PLOS ONE publizierten Studie, liefern Manja Voss, Paläontologin am Museum fü ...

Meldung vom 10.01.2019 19:33

Zahnwechsel sorgt bei Elefanten für Jojo-Effekt

Das Gewicht von Zoo-Elefanten schwankt im Laufe ihres erwachsenen Lebens in einem Zyklus von etwa hundert Mona ...

Meldung vom 10.01.2019 19:24

Intensives Licht macht schläfrig

Insekten und Säugetiere besitzen spezielle Sensoren für unterschiedliche Lichtintensitäten. Diese nehmen ge ...

Meldung vom 10.01.2019 19:11

Alpenwanderung mit Folgen: Forscher verifizieren fast 70 Jahre alte genetische Hypothese

An einer Orchideen-Population in Südtirol belegen Forscher der Universitäten Hohenheim, Zürich und Wien die ...

Meldung vom 08.01.2019 17:54

Clevere Tiere upgraden ihr Genom

Puzzlestein in der Evolution der Tintenfische entschlüsselt - Kopffüßer wie Tintenfisch, Oktopus oder Nauti ...

Meldung vom 08.01.2019 17:45

Gekommen, um zu bleiben: Drachenwels aus Ostasien in der bayerischen Donau

Die bayerische Donau ist inzwischen Heimat für viele Fisch- und andere Tierarten, die ursprünglich nie dort ...

Meldung vom 08.01.2019 17:37

Entwicklung eines grösseren Gehirns

Ein Gen, das nur der Mensch besitzt und das in der Großhirnrinde aktiv ist, kann das Gehirn eines Frettchens ...

Meldung vom 07.01.2019 16:31

Bei Blaumeisen beeinflusst das Alter der Weibchen und die Legefolge die Qualität der Eier

Brütende Blaumeisen-Weibchen stimmen die Zusammensetzung ihrer Eier auf die Bedürfnisse der aus ihnen schlü ...

Meldung vom 07.01.2019 16:03

Phytolith- und Wassergehalt von Futterpflanzen beeinflussen Zahnschmelzabrieb von Wirbeltieren

Verschiedene Futterpflanzen reiben den Zahnschmelz von Wirbeltieren unterschiedlich stark ab, was unter andere ...



26.12.2018:
Baum der Schrecken
24.11.2018:
Wenn das Meer blüht
24.11.2018:
Durchsichtige Fliegen
15.11.2018:
Plastik im Fisch
03.10.2018:
Gestresste Pflanzen

13.08.2018:
Wie Vögel lernen
20.07.2018:
Magie im Reagenzglas

18.06.2018:
Primaten in Gefahr
28.05.2018:
Störche im Aufwind
07.05.2018:
Misteln atmen anders

27.03.2018:
Kenne Deinen Fisch!
01.09.2016:
Elefanten im Sinkflug
13.12.2015:
Leben ohne Altern
22.05.2014:
Lebensraum Käse
22.05.2014:
Domino im Urwald
04.04.2014:
Nationalpark Asinara
13.03.2014:
Trend-Hobby Imker
04.09.2013:
Harmloser Terrorvogel
07.02.2013:
Wie Bienen riechen

Newsletter

Neues aus der Forschung