Forscher der University of Bristol, der Open University und der China University of Geosciences haben herausgefunden, dass sich die Brachiopoden zwar in neue Richtungen entwickelten, dies jedoch im Hinblick auf die Artenzahl nicht als evolutionärer Erfolg gewertet wurde.
Die Ergebnisse, veröffentlicht heute in Naturökologie und Evolutionbeleuchten einige Kernprinzipien der Evolution der modernen Biodiversität.
In den heutigen Ozeanen sind Weichtiere wie Muscheln, Austern und Schnecken mit über 50.000 Arten äußerst vielfältig, wohingegen Brachiopoden im Vergleich dazu selten sind: Es sind nur 394 Arten bekannt. Aber das war nicht immer so. Das Team fand heraus, dass Brachiopoden nach dem Massenaussterben am Ende des Perms neue Schalenformen und ökologische Verhaltensweisen entwickelten, was ihre Anzahl beeinträchtigte.
„Im Paläozoikum, vor 540 bis 250 Millionen Jahren, beherrschten Brachiopoden den Meeresboden“, sagte Dr. Zhen Guo von der China University of Geosciences, der die Studie leitete. „Brachiopoden werden manchmal auch Lampenschalen genannt und sitzen im Allgemeinen auf dem Meeresboden und filtern winzige Nahrungspartikel aus dem Meerwasser. Die meisten von ihnen sind ziemlich klein – man könnte zwanzig von ihnen in den Händen halten; aber andere waren groß und hatten eine dicke Schale und lebten sehr lange. Ihre Schalen waren alles von kreisförmig bis weit gestreckt, und sie hatten entweder glatte Schalen oder tiefe Rillen und Vertiefungen.“
„Die Brachiopoden wurden vom Massenaussterben am Ende des Perm vor 252 Millionen Jahren sehr hart getroffen“, sagte Professor Michael Benton von der School of Earth Sciences der University of Bristol, ein Mitarbeiter. „Die Gruppe hätte vollständig verschwinden können, und tatsächlich waren die Weichtiere von diesem Zeitpunkt an immer erfolgreicher. Lange Zeit dachte man, die Brachiopoden blieben selten, weil die Überlebenden auf nur wenige Lebensweisen beschränkt waren.“
Dr. Tom Stubbs von der Open University fügte hinzu: „Tatsächlich waren die Brachiopoden nach ihrem Aussterben innovativ und probierten neue Lebensweisen aus. Eine Gruppe, die Terebratuliden, hat vom Ende des Perm bis heute ihre Körperformen und ökologischen Funktionen diversifiziert, aber ihre Vielfalt hat nicht zugenommen.“
„Das war ziemlich unerwartet“, sagte Professor Zhong-Qiang Chen von der China University of Geosciences. „Brachiopoden waren nach dem Massenaussterben am Ende des Perms alles andere als ein Verlierer. Sie entwickelten sich in neue Richtungen und erkundeten neue Lebensweisen, genau wie die Weichtiere es zur gleichen Zeit taten. Aber dies führte nicht zu einem evolutionären Erfolg im Hinblick auf die Anzahl der Arten. Trotz ihrer rasanten Evolution in Form und Funktion konnten sie sich nicht weit verbreiten, und der genaue Grund dafür bleibt unklar.“
Die neue Studie basiert auf der Analyse einer Datenbank mit mehr als 1.000 Gattungen von Brachiopoden aus den letzten 250 Millionen Jahren. Für jede Gattung zeichneten die Analysten Dutzende von Messungen der Gesamtform der Schalen, ihrer äußeren Skulptur und ihrer inneren Anatomie auf.
Diese Merkmale wurden gemeinsam analysiert, um die allgemeine Formenvielfalt für jede größere Brachiopodengruppe zu jedem Zeitpunkt zu messen. Dieses Maß für die „Formenvielfalt“, üblicherweise Disparität genannt, konnte dann von Zeitpunkt zu Zeitpunkt verglichen werden, um ein Maß für Forminnovation zu zeigen, und es kann mit Zählungen der Anzahl von Arten oder Gattungen über dieselben Zeiträume verglichen werden.
„Unsere Studie war mit enormem Aufwand verbunden“, sagt Zhen Guo. „Aber sie ist wichtig, um die moderne Artenvielfalt im Hinblick auf die Prozesse zu verstehen, die ihr zugrunde liegen.“
„Wenn wir uns nur die modernen Brachiopoden ansehen, haben wir kein Verständnis für ihre reiche Vergangenheit und wie innovativ sie in evolutionärer Hinsicht waren. Aber unsere Entdeckung, dass Ungleichheit und Vielfalt in der Geschichte der Brachiopoden voneinander entkoppelt sind, ist neu und unerwartet. Brachiopoden waren ziemlich erfinderisch bei der Entwicklung neuer Schalenformen, aber dies führte nicht zu vielen neuen Arten.“
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Zhen Guo et al., Morphologische Innovation führte nicht zur Diversifizierung bei mesozoisch-känozoischen Brachiopoden, Naturökologie und Evolution (2024). DOI: 10.1038/s41559-024-02491-9