Forschung fügt alte Ökosysteme zusammen, um neue Details über das Massensterben am Ende der Trias zu enthüllen

Ein Team unter der Leitung von Forschern des USC Dornsife College of Letters, Arts and Sciences hat verblüffende neue Erkenntnisse über die katastrophalen Auswirkungen eines der verheerendsten Ereignisse in der Erdgeschichte gewonnen. Ihre Erkenntnisse vertiefen nicht nur unser Verständnis des Massensterbens am Ende der Trias, sie liefern auch wichtige Lehren für die heutigen Umweltherausforderungen.

Vor etwa 200 Millionen Jahren erlebte die Erde ihr viertes großes Massensterben. Ausgelöst durch einen dramatischen Anstieg der Treibhausgase aufgrund vulkanischer Aktivität führte das Ereignis zu einer raschen globalen Erwärmung und einer erheblichen Veränderung der Biosphäre des Planeten, beendete die Trias-Periode und leitete den Jura ein. Viele Wissenschaftler gehen mittlerweile davon aus, dass sich die Erde mitten in einem weiteren Massensterben befindet, das zum großen Teil auf ähnliche Klimaveränderungen zurückzuführen ist.

Geowissenschaftler am USC Dornsife wählten einen einzigartigen Ansatz zur Analyse der Auswirkungen dieses Aussterbeereignisses auf Ozean- und Landökosysteme, indem sie eine neuartige „Ecospace Framework“-Methode verwendeten, die Tiere über ihre Art hinaus kategorisiert. Es berücksichtigt ökologische Rollen und Verhaltensweisen – von fliegenden oder schwimmenden Raubtieren bis hin zu grasenden Pflanzenfressern und von wirbellosen Meeresbodentieren bis hin zu bodenbewohnenden Tieren an Land.

„Wir wollten nicht nur verstehen, wer überlebt hat und wer nicht, sondern auch, wie sich die Rolle der verschiedenen Arten im Ökosystem verändert hat“, sagte David Bottjer, Professor für Geowissenschaften, Biowissenschaften und Umweltstudien am USC Dornsife und Studienleiter Autor. „Dieser Ansatz hilft uns, das umfassendere, vernetzte ökologische Bild zu sehen.“

Die Studie, eine Zusammenarbeit zwischen Studenten und Lehrkräften des USC Dornsife und dem Natural History Museum of Los Angeles County, wurde in veröffentlicht Tagungsband der Royal Society B.

Das Leben im Meer litt darunter, aber nicht so sehr wie die Landtiere

Die Forschung ergab einen deutlichen Unterschied in den Auswirkungen auf Meeres- und Landökosysteme. Während beide Bereiche stark gelitten haben, deuten die Ergebnisse darauf hin, dass Landökosysteme stärker betroffen waren und eine längere Instabilität erlebten.

In den Ozeanen verschwanden fast 71 % der Artenkategorien, sogenannte Gattungen. Überraschenderweise zeigte sich trotz dieses massiven Verlusts die Gesamtstruktur der Meeresökosysteme widerstandsfähig. Raubtiere wie Haie, Weichtiere, sogenannte Ammoniten, und Filterfresser wie Schwämme und Brachiopoden erholten sich schließlich, obwohl sie schwer betroffen waren, wieder.

An Land erwies sich das Szenario als viel düsterer. Erstaunliche 96 % der terrestrischen Gattungen starben aus, was die Lebenslandschaft auf der Erde dramatisch veränderte. Große Pflanzenfresser wie frühe Dinosaurier und verschiedene kleine Raubtiere litten stark darunter, was zu erheblichen Veränderungen in ihren Populationen und Rollen innerhalb des Ökosystems führte.

„Dieser Kontrast zwischen Land und Meer verrät uns, wie unterschiedlich Ökosysteme auf katastrophale Ereignisse reagieren“, sagte Co-Hauptautorin Alison Cribb, die ihren Doktortitel erworben hat. Er hat dieses Jahr seinen Bachelor in Geologie am USC Dornsife gemacht und ist jetzt an der University of Southampton im Vereinigten Königreich. „Es wirft auch wichtige Fragen zum Zusammenspiel von Biodiversität und ökologischer Widerstandsfähigkeit auf.“

Hinweise auf den Klimawandel aus einer antiken Katastrophe

Die Ergebnisse der Studie wecken mehr als nur historisches Interesse – sie haben erhebliche Auswirkungen auf unsere aktuellen Umweltherausforderungen. „Das Verständnis vergangener Massenaussterben hilft uns, die Auswirkungen aktueller und zukünftiger Umweltkrisen vorherzusagen und möglicherweise abzumildern“, sagte Co-Hauptautorin Kiersten Formoso, die ihr Doktoratsstudium in Wirbeltierpaläobiologie am USC Dornsife abschließt und bald eine Stelle bei antreten wird Rutgers-Universität.

Besonders auffällig sind die Parallelen zwischen der rasanten globalen Erwärmung der Endtrias und dem heutigen Klimawandel. „Wir sehen jetzt ähnliche Muster – schneller Klimawandel, Verlust der Artenvielfalt. Zu erfahren, wie Ökosysteme in der Vergangenheit reagierten, kann unsere heutigen Naturschutzbemühungen beeinflussen“, sagte Bottjer.

Die Forschung biete auch einen seltenen Einblick in die Welt, wie sie vor über 200 Millionen Jahren existierte, fügte er hinzu. „Es ist wie eine Zeitmaschine, die uns einen Einblick in das Leben in einer Zeit tiefgreifender Veränderungen gewährt.“

Laut Frank Corsetti, Professor für Geowissenschaften und Vorsitzender der Abteilung für Geowissenschaften der USC Dornsife, bietet der Öko-Raum-Rahmen der Studie mit seinem Fokus auf funktionale Rollen eine neue Perspektive auf das Leben in der Antike. „Es geht nicht nur darum, Fossilien zu identifizieren“, sagte er. „Es geht darum, das Puzzle der alten Ökosysteme und ihrer Funktionsweise zusammenzusetzen.“

Zukünftige Unternehmungen werden sich mit den Lehren der Vergangenheit befassen

Bei der Planung weiterer Forschungsarbeiten wollen die Wissenschaftler untersuchen, wie sich verschiedene Arten und Ökosysteme nach dem Aussterben erholten und wie diese antiken Ereignisse mit dem aktuellen Verlust der biologischen Vielfalt aufgrund des Klimawandels einhergehen können.

Zukünftige Studien sind auch geplant, um Veränderungen in der Ökoraumdynamik in anderen Zeiträumen tiefgreifender Umweltveränderungen in der Vergangenheit zu untersuchen.

„Wir haben gerade erst an der Oberfläche gekratzt“, sagte Cribb. „Es gibt noch so viel mehr darüber zu lernen, wie das Leben auf der Erde auf extreme Veränderungen reagiert, und dieser neue Öko-Weltraum-Rahmen bietet großes Potenzial, uns dabei zu helfen.“

Pandemie löst einzigartiges Gemeinschaftsprojekt aus

Die Studie wurde während der COVID-19-Pandemie konzipiert und ein Großteil der Arbeit durchgeführt, als für viele andere Arten von Forschung Einschränkungen galten, sagte Bottjer. „Dadurch entstanden einzigartige Bedingungen, die die Entwicklung und den Abschluss dieser Forschung förderten und dazu führten, an der Personen mit Fachkenntnissen in einem breiten Spektrum paläobiologischer Bereiche beteiligt waren, von Mikroben über Wirbellose bis hin zu Wirbeltieren, in Meeres- und Landumgebungen, wobei alle gemeinsam auf ein Ziel hinarbeiteten.“ er sagte.

Bottjer sagte, Cribb und Formoso hätten die Zusammenarbeit zunächst unter seiner und Corsettis Aufsicht und wesentlichen Beiträgen der anderen Co-Autoren der Studie konzipiert.