Basiswissen

Vor rund 541 Millionen Jahren^[1] entstanden aus geologischer Sicht schlagartig viele gepanzerte Tierarten, die in Erdschichten heute als Fossilien zu finden sind. Man vermutet, dass große bewegliche Tiere erst entstehen konnten, nachdem ausreichend viel freier Sauerstoff im Wasser vorhanden war.^[2] Die Tiere zu dieser Zeit muten heuten phantastisch an. Manche hatten fünf Augen, andere riesengroße Fangfreifer oder rundum stachelbesetzte Körper. Die kambrische Explosion war möglicherweise eine sogenannte Metasystem-Transition.

Bildbeschreibung und Urheberrecht — So könnte die Welt zur Zeit der kambrischen Artenexplosion ausgesehen haben: eine Rekonstruktion der Lebewelt des sogenannten Burgess Schiefers aus Kanada. © James St. John ☛

Ein Jahrhundert-Rätsel

Als Charles Darwin im Jahr 1859 seine Theorie von der Evolution der Arten vorstellte, lieferte er auch einen guten Grund mit, an seiner eigenen Theorie zu zweifeln. Man hatte damals Fossilien von Tieren in allen möglichen geologischen Schichten gefunden. Aber keine der fossilführenden Schichte reichte in eine Zeit zurück, die vor dem sogenannten Kambrium lag. Es sah so aus, als ob die ganzen Tierstämme, die wir auch heute noch kennen, schlagartig im Kambrium, vor über 500 Millionen entstanden, entstanden seine. Wenn das so wäre, dann können diese Tiere aber unmöglich über eine längere Evolution davor entstanden sein. Dazu Darwin:

ZITAT:

“Warum wir keine reichhaltigen Fossilien aus Zeiten vor dem Kambrium finden kann ich nicht befriedigend erklären. Die Sachlage ist gegenwärtig unerklärlich, was als Argument gegen meine Sichtweise [die Evolutionstheorie] gelten mag."^[3]

Tatsächlich war "Darwins Dilemma" auch 158 Jahre später noch ein Problem: die Deutung der Geschwindigkeit von genetischen Änderungen durch Mutationen ließ vermuten, dass die Vorfahren von Tieren bis 100 Millionen Jahre vor die Zeit der kambrischen Explosion zurück reichen müssten. Doch hatte man bis 2017 keinerlei eindeutig tierische Fossilien aus der Zeit vor dem Kambrium gefunden.^[4] Erst im Jahr 2024 wurde im Südwesten von Australien das Fossil eines Tieres gefunden, das eindeutig aus der Zeit vor dem Kambrium stammte, genauer aus der Zeit des sogenannten Ediacariums. Dieses Tier names Quaestio zeigt bereits typische Merkmale wie eine zweiseitige Asymmetrie und Beweglichkeit, wie sie für viele spätere Tiere typisch waren.^[5] Mit der Entdeckung dieses Fossils rückt die Entstehung der ersten Tiere nun eindeutig in eine Zeit vor dem Kambrium. Darwins Dilemma verliert damit einiges an seiner Schärfe.

Fußnoten

[1] "The conventional interpretation of the metazoan body fossil record is that it documents an abrupt (in geological terms) appearance of animals around the base of the Cambrian Period 541 million years ago (Ma) – the “Cambrian Explosion” hypothesis." In: Cunningham, J. A., Liu, A. G., Bengtson, S., & Donoghue, P. C. J. (2017). The origin of animals: Can molecular clocks and the fossil record be reconciled? BioEssays, 39(1), 1600120. https://doi.org/10.1002/bies.201600120

[2] Rachel A. Wood. Evolution. Aufstieg der Tiere. In: Spektrum der Wissenschaft. August 2020. Seite 32 bis 39. Online: https://www.spektrum.de/magazin/aufstieg-der-tiere/1744788

[3] Im englischen Original: "To the question why we do not find rich fossiliferous deposits belonging to these assumed earliest periods prior to the Cambrian system, I can give no satisfactory answer. [...] The case at present must remain inexplicable; and may be truly urged as a valid argument against the views here entertained." In: Charles Darwin, On the Origin of Species, 1st ed. (1859), Chapter X, p. 307. Siehe auch Evolutionstheorie ↗

[4] "Molecular clocks estimate that animals originated and began diversifying over 100 million years before the first definitive metazoan fossil evidence in the Cambrian." In: Cunningham, J. A., Liu, A. G., Bengtson, S., & Donoghue, P. C. J. (2017). The origin of animals: Can molecular clocks and the fossil record be reconciled? BioEssays, 39(1), 1600120. https://doi.org/10.1002/bies.201600120

[5] Über das bisher älteste, eindeutig als solches erkennbare Tier, Quaestio, aus der Zeit des Ediacariums heißt es: "Our results suggest that Quaestio was a motile eumetazoan with a body plan not previously recognized in the Ediacaran, including definitive evidence of chirality. This organization, combined with previous evidence for axial patterning in a variety of other Ediacara taxa, demonstrates that metazoan body plans were well established in the Precambrian." In: Scott D. Evans et al.: A new motile animal with implications for the evolution of axial polarity from the Ediacaran of South Australia. Evolution & Development, 26, e12491. 2024. Siehe auch Quaestio (Fossil) ↗