Dies ist der dritte Teil einer fünfteiligen Reihe, die von Experten verfasst wurde und in der neuen Ausstellung „Hall of Fossils - Deep Time“ von Smithsonian am 8. Juni im National Museum of Natural History gezeigt wird. Die vollständige Serie finden Sie in unserem Deep Time Special Report.
Im Gegensatz zur landläufigen Meinung kann es einfach sein, ein Fossil zu werden, anstatt hart zu sein, und Fossilien können reichlich vorhanden sein, anstatt selten zu sein. Alles hängt davon ab, woraus ein Organismus besteht, wo er lebt und stirbt und was als Nächstes im Staub-zu-Staub-Prozess passiert - Konservierung oder natürliches Recycling.
Wenn es darum geht, von der Welt der Lebenden in den Fossilienbestand zu gelangen, steckt eine gesunde Portion Zufall. Ein Kollege von mir sagte einmal: „Das Leben nach dem Tod ist riskant.“ Auf lange Sicht - Millionen von Jahren überleben und in einer Museumsausstellung enden - denken wir normalerweise, dass Pflanzen- und Tierreste versteinert werden müssen, oder vielmehr: mit Mineralien angereichert, die sie steinhart und langlebig für die Ewigkeit machen.
Aber - und das ist eine Überraschung für die meisten Menschen - manchmal müssen tote Teile nicht in Stein verwandelt werden, um fast für immer zu halten. Wenn Tote und Begrabene nicht versteinern, gibt es andere Möglichkeiten, um sie vor der Zerstörung zu bewahren und Körperteile zu bewahren, ohne dass sich dies über weite Zeiträume hinweg ändert.
Wir entdecken immer noch neue Wendungen auf dem Weg zum erfolgreichen Erhalt von Fossilien. Nehmen wir zum Beispiel Pflanzen. Wie jeder weiß, bestehen Pflanzen aus weichen, leicht zu zerstörenden Materialien. Versteinertes Holz ist ein bekanntes Beispiel für Fossilisierung: Baumstämme verwandeln sich in superharte Gesteine, behalten aber Wachstumsringe und sogar Zellstrukturen des einst lebenden Baumes bei. Wie kommt es dazu?
Versteinertes Holz (oben: Quercus sp. ) Ist ein bekanntes Beispiel für Fossilisierung: Baumstämme verwandeln sich in superharte Gesteine, behalten jedoch Wachstumsringe und sogar Zellstrukturen des einst lebenden Baumes bei. (Lucia RM Martino, NMNH) Experimente haben gezeigt, dass, wenn ein Baum in feuchtem Sediment mit viel gelöster Kieselsäure begraben wird, Wasser die Kieselsäure langsam in winzige Räume im Holz befördert, bis das Holz in Gestein verwandelt wird. Dies ändert sich jedoch nicht vollständig, da einige der ursprünglichen organischen Teile immer noch darin eingeschlossen sind, was dazu beiträgt, die mikroskopische Struktur des Baumes zu erhalten. Elemente wie Eisen und Mangan, die mit dem Wasser in Kontakt kommen, können die Kieselsäure färben und wunderschöne Muster aus Rot, Braun und Schwarz erzeugen. Manchmal werden jedoch die Details der Holzstruktur zerstört.
Ein weiteres schönes Beispiel für eine unvollständige Fossilisierung ist die neue Ausstellung „Fossil Hall - Deep Time“ im Smithsonian National Museum of Natural History. Es ist ein Stück Holz, das außen verkieselt ist, innen aber das ursprüngliche, faserige Holz. Dieses erstaunliche Fossil ist 14 Millionen Jahre alt. Die Außenseite des vergrabenen Baumstamms wurde mit Kieselsäure versiegelt, bevor die Innenseite angegriffen wurde. So blieb das ursprüngliche Holz für lange Zeit in einer zersetzungsfreien „Felsbox“ erhalten. Unglaublich, wenn Sie mit dem Finger über die Maserung des Innenholzes streichen, können Sie einen Splitter bekommen, genau wie bei modernem Schnittholz.
Menschen und viele andere Organismen haben bereits mineralisierte Skelette. Wenn es also um Fossilisierung geht, haben wir einen eingebauten Vorteil gegenüber Pflanzen, Quallen und Pilzen - um nur einige unserer geschmeidigen, leicht recycelbaren Mitbewohner zu nennen. Denken Sie an alle Muscheln, die Sie am Strand gesehen haben, die felsigen Korallenriffe, die weißen Kreidefelsen von Dover in England. Diese bestehen alle aus Biomineralien - das heißt, die Organismen haben sie zu Lebzeiten gebaut, normalerweise aus Gründen der Stärke und des Schutzes, und sie dann zurückgelassen, als sie starben. Diese Beispiele bestehen alle aus Kalziumkarbonat - man beachte, dass sie Kohlenstoff enthalten - und ihre Milliarden von Skeletten waren in früheren Zeiten dafür verantwortlich, große Mengen an Kohlenstoff aus der Atmosphäre zu entfernen.
Dinosaurierskelette mögen alle Ehre genießen, aber die häufigsten Fossilien auf der Erde sind die winzigen Skelette von Mikroorganismen, die im Wasser leben. In den emporgehobenen und freigelegten uralten Felsen, die sich heute an Land befinden oder noch tief unter den Ozeanen vergraben sind, sind unzählige Exemplare zu finden.
Es ist unglaublich, wenn Sie mit dem Finger über die Maserung des inneren Holzes dieses erstaunlichen 14 Millionen Jahre alten Fossils, Pinophyta, streichen, könnten Sie einen Splitter bekommen, genau wie bei modernem Holz. (Lucia RM Martino, NMNH) Mikroskelette regnen heute wie schon seit Millionen von Jahren aus und bilden auf dem Meeresboden neue Sedimentschichten. Saures Wasser oder auch nur kaltes Wasser kann die winzigen Karbonatskelette auflösen, bevor sie auf den Boden treffen. Nach dem Begraben können sich die winzigen Schalen umkristallisieren oder auflösen, es sei denn, sie sind durch Schlamm geschützt, der den Wasserfluss blockiert, und diejenigen, die als Fossilien überleben, sind für Paläontologen aufgrund ihrer unveränderten Biomineralien äußerst wertvoll. Dies ist ein anderer Vorgang als bei versteinertem Holz, das meist zu Stein verwandelt wird. Tatsächlich ist es für marine Mikrofossilien besser, wenn sie sich so wenig wie möglich ändern, da diese kleinen Skelette uns sagen, wie das Klima auf der Erde war, als sie lebten.
Wir wissen, dass viele vergrabene Mikroschalen makellos sind, was bedeutet, dass ihre Biomineralien über Millionen von Jahren unverändert blieben, sodass Geochemiker sie zur Rekonstruktion der Wasserchemie und der globalen Temperatur zum Zeitpunkt des Todes der Mikroorganismen verwenden können.
Viele sorgfältige wissenschaftliche Untersuchungen haben chemische Tests durchgeführt, die zeigen, welche winzigen Schalen unverändert sind und daher in Ordnung sind, um auf das vergangene Klima zu schließen, und welche nicht. Obwohl wir sie Fossilien nennen, weil sie alt und tief im Gestein vergraben sind, wurden viele dieser Mikroskelette nicht verändert, als sie unter der Erde aufbewahrt wurden. Stattdessen waren sie in schlammigem Sediment eingeschlossen, das um sie herum in Stein verwandelt wurde. Die winzigen inneren hohlen Teile der Muscheln sind ebenfalls mit Schlamm gefüllt, um zu verhindern, dass sie von den schweren Gesteinsschichten, die ihre Gräber versiegeln, zerdrückt werden.
Die weißen Kreidefelsen von Dover in England bestehen aus Biomineralien oder Granaten, die von winzigen einzelligen Organismen zurückgelassen wurden, die sie zu Lebzeiten gebaut haben - normalerweise aus Gründen der Stärke und des Schutzes - und die sie dann zurückließen, als sie starben. (Jeremy Young) In den meisten Fällen haben knöcherne Skelette und Baumteile keine Chance, versteinert zu werden, da so viele andere Organismen unmittelbar nach ihrem Tod um den Verzehr ihrer Nährstoffe kämpfen.
Ein Freund von mir sagte einmal ziemlich bedrohlich: „Du bist nie so lebendig wie wenn du tot bist.“ Und es ist so wahr. Sowohl Mikroben als auch Insekten befallen schnell tote Tiere und Pflanzen, und wir Menschen finden das ziemlich widerlich.
Aber diese Zersetzer wollen nur die leckeren Päckchen mit abgestorbenen Geweben und Biomineralien für sich. Deshalb riechen die Kadaver schon bald nach dem Tod der Tiere schlecht - Mikroben bilden schädliche Chemikalien, die größere Wesen davon abhalten, ihre Nahrung zu stehlen. Das gilt auch für Pflanzen. Obst und Gemüse verfallen bald, weil Schimmel und Bakterien andere potenzielle Verbraucher abweisen können. Wenn wir eine faule Tomate in den Müll werfen - oder am besten auf den Komposthaufen -, können die Mikroben ihr Ding machen - wachsen und sich vermehren und ihre eigene Art weiter erhalten.
Berybolcensis leptacanthurs, Eichhörnchenfisch (Lucia RM Martino, NMNH) 
Thelypteris iddingsii, Farn (Lucia RM Martino, NMNH) 
Angiospermen, blühende Pflanze (Lucia RM Martino, NMNH) 
Symploce, Kakerlake (James Di Loreto, NMNH) 
Vespidae, Hornisse (James Di Loreto, NMNH) 
Gryllidae, Heuschrecke (James Di Loreto, NMNH) 
Eoscorpius carbonarius, Skorpion (Lucia RM Martino, NMNH) Was den mächtigen und oft stinkenden Kräften des ökologischen Recyclings entgeht, hat die Chance, Teil des Fossilienbestands zu werden. Die Knochen unserer bevorzugten fossilen Tiere in der Deep Time Hall wurden durch die Zugabe von Mineralien in ihren Porenräumen in Stein verwandelt, aber (wie bei versteinertem Holz) sind auch einige der ursprünglichen Biomineralien noch vorhanden. Wenn Sie in der neuen Ausstellung den echten Humerus (Vorderbeinknochen) eines Brachiosaurus berühren, verbinden Sie sich mit einigen der Biomineralien des ursprünglichen Beinknochens des Riesen-Sauropoden, der vor 140 Millionen Jahren den Boden durchbohrt hat.
Wie Pflanzenblätter, Pollen und Insekten zu Fossilien werden, ist eher das, was mit marinen Mikroorganismen geschieht. Sie müssen schnell in Sedimenten vergraben werden, die sich dann in hartes Gestein verwandeln und ihre empfindlichen Strukturen schützen. Manchmal ist ein fossiles Blatt so gut erhalten, dass es buchstäblich vom Felsen geschält werden kann und wie etwas aus Ihrem Hinterhof aussieht, obwohl es vor Millionen von Jahren in einem längst verlorenen Wald lebte.
"Fossil Hall-Deep Time" wird am 8. Juni 2019 im Smithsonian National Museum of Natural History in Washington, DC, eröffnet (Smithsonian.com) Das Fazit bei der Umwandlung von Tier- und Pflanzenteilen in Fossilien ist also, dass dies manchmal viel Veränderung bedeutet und manchmal gar nicht so viel. Es ist in Ordnung, versteinert zu sein, aber es funktioniert auch, wenn man von undurchdringlichem Gestein, Teer oder Bernstein umgeben ist, und das kann sogar alte DNA-Stücke bewahren.
Es ist ein Glück für uns, dass es mehrere Formen für Fossilien gibt, denn dies bedeutet mehr Boten aus der Vergangenheit. Fossilien erzählen uns verschiedene Geschichten über das uralte Leben auf der Erde - nicht nur, wer die Tiere und Pflanzen waren und wo sie lebten, sondern auch, wie sie als glückliche Überlebende aus der Tiefen Zeit bewahrt wurden.
