Es gibt ein „neues Fenster“ zur Erforschung der kambrischen Explosion! Dieses Fossilienlager in Linyi ist nicht einfach!

Das Forschungsteam zur kambrischen Explosion des Nanjing-Instituts für Geologie und Paläontologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat in der Region Nordchina ein einzigartiges, etwa 504 Millionen Jahre altes Fossilienreservoir aus dem Kambrium entdeckt und es „Linyi-Fauna“ genannt. Die entsprechenden Forschungsergebnisse wurden kürzlich online im National Science Review veröffentlicht.

Zhao Fangchen, Autor des Artikels und Forscher am Institut für Paläontologie und Anthropologie, sagte: „Die Entdeckung dieses einzigartigen und außergewöhnlich tief vergrabenen Fossilienreservoirs eröffnet neue Möglichkeiten für ein tieferes Verständnis der frühen Radiation und Differenzierung, Migration und Diffusion, Gemeinschaftsstruktur und Biopaläogeographie von Tieren nach der kambrischen Explosion.“

Auf der Suche nach einzigartigen vergrabenen Fossilienvorkommen

Die kambrische Explosion, die sich vor etwa 530 Millionen Jahren ereignete, war ein beispielloses, schnelles Evolutionsereignis. Tiere, einschließlich der Wirbeltiere, entstanden innerhalb weniger Millionen Jahre in rasantem Tempo. Vertreter der meisten Tierstämme tauchten im Ozean innerhalb von nur 20 Millionen Jahren im frühen Kambrium auf, einem Zeitalter, das in der gesamten Evolutionsgeschichte des Lebens auf der Erde eine wichtige Rolle spielt.

Zhao Fangchen führte aus, dass Fragen im Zusammenhang mit der kambrischen Explosion schon immer im Mittelpunkt der Forschung in der paläontologischen Gemeinschaft gestanden hätten und dass die kambrische Fossilienlagerstätte, auch bekannt als Fossilienlagerstätte vom Burgess-Schiefer-Typ, die reich an erlesenen Weichkörperfossilien verschiedener Kategorien sei, das wichtigste Fenster zum Verständnis dieses bedeutenden Ereignisses der biologischen Evolution sei.

Seit Walker 1909 die berühmte Biota des Burgess-Schiefers entdeckte, wurden weltweit mehr als 20 einzigartige vergrabene Fossilienvorkommen aus dem Kambrium entdeckt. Insbesondere die Entdeckung der Chengjiang-Fauna hat die Geschichte der Südchinesischen Platte zu einem Brennpunkt für entsprechende Forschungen gemacht, und in den letzten Jahren sind immer wieder neue Fossilienvorkommen aufgetaucht.

Allerdings ist die zeitliche und räumliche Verteilung der kambrischen Fossilienablagerungen nicht einheitlich. Die meisten der berühmten kambrischen Fossilienlagerstätten konzentrieren sich auf der Südchinesischen Platte und Laurentia (dem Hauptteil des heutigen nordamerikanischen Kontinents).

„Diese ungleichmäßige geografische Verteilung war im mittleren Kambrium am deutlichsten zu erkennen, als sich die meisten außergewöhnlichen Fossilienvorkommen in Laurentia befanden und die kambrische Fauna gerade ihre größte Blütezeit erlebte“, sagte Zhao Fangchen. „Diese objektiven Bedingungen haben unser umfassendes Verständnis des Aussehens und der Muster der kambrischen Fauna weitgehend eingeschränkt.“

Die Nordchinesische Platte war im Kambrium ein unabhängiger Kontinent mit einer einzigartigen tektonischen Entwicklungsgeschichte. Als Standardgebiet des traditionellen „Mittelkambriums“ Chinas ist die stratigraphische Abfolge des Mittelkambriums hier vollständig und reich an Fossilien, was es zu einem potenziellen Gebiet für die Entdeckung einzigartiger vergrabener Fossilienvorkommen aus dieser Zeit macht.

35 Fossiliengruppen entdeckt

In den letzten Jahren hat das Forschungsteam zur kambrischen Explosion des Nanjing-Instituts für Paläoanthropologie und Anthropologie umfangreiche Feldforschungen in Nordchina durchgeführt und repräsentative Schichten und Abschnitte für eine konzentrierte Sammlung ausgewählt, wobei Tausende exquisiter Fossilienexemplare zusammengetragen wurden.

Zhao Fangchen führte aus, dass die in dieser Studie untersuchte Fauna von Linyi aus dem Abschnitt Sikou in den westlichen Vororten der Stadt Linyi in der Provinz Shandong stammt. Die Weichkörperfossilien konzentrierten sich in den schwarzen und gelbgrünen Schiefern im unteren Teil des Panchegou-Abschnitts der Zhangxia-Formation des Kambriums.

Durch die Untersuchung von Trilobitenfossilien spekulierten Forscher, dass das Alter des besonderen vergrabenen Fossilienreservoirs auf das frühe Gushanium des Miaolingiums des Kambriums vor etwa 504 Millionen Jahren zurückzuführen sei, also etwas später als die Burgess-Schiefer-Biota.

„Derzeit wurden in der Linyi-Fauna mehr als 35 Fossiliengruppen entdeckt, darunter mindestens 8 Stämme und mehrere ökologische Typen, die die Vielfalt des Meereslebens und der Meeresgemeinschaften in dieser Zeit bereichern.“ Zhao Fangchen sagte, dass die vielfältigste Gruppe in der Ansammlung aus nicht-trilobiten Arthropoden bestehe, unter denen die Anomalocaris und Morrisonia am auffälligsten seien. Neben Arthropoden sind auch verschiedene Schwämme und wurmartige Tiere ein Hauptmerkmal der Linyi-Tierfossiliengruppe.

Die Forscher stellten fest, dass die meisten Fossilien der Linyi-Fauna in weichkörperiger Form vorliegen und in vielen Fossilien feine anatomische Strukturen wie Gliedmaßen, Augen, Verdauungssysteme und Borsten erhalten sind, was neue Informationen für ein besseres Verständnis der anatomischen Struktur dieser Organismen liefert. Wie bei anderen klassischen tektonischen Fossilienlagerstätten vom Burgess-Schiefer-Typ sind die Weichkörperstrukturen in der tektonischen Fossilienlagerstätte Linyi in Form von Kohlenstofffilmen in Schichten erhalten, in denen Hintergrundschichten und Ereignisschichten interagieren. Dies zeigt die Universalität ähnlicher taphonomischer Pfade bei der Erhaltung von Weichkörperfossilien.

Da sich in Laurentia weitere einzigartige vergrabene Fossilienvorkommen ähnlichen Alters konzentrieren, ist die paläogeografische Lage der Nordchinesischen Platte im Kambrium seit langem umstritten. Die Entdeckung der Linyi-Fauna bietet eine einzigartige Perspektive für das Studium der Biogeographie des mittleren Kambriums.

Vorgeschlagen als biogeografische Verbindung

Die Fauna von Linyi weist viele biologische Gemeinsamkeiten mit den nordamerikanischen Fossilienfundstätten aus derselben Zeit auf, darunter auch einige seltene Arthropoden wie den Mimikwurm und den Morrison-Wurm. „Selbst in seiner Heimat Nordamerika ist es sehr selten, was auf eine enge Verbindung zwischen der Weichkörperfauna Nordchinas und Nordamerikas während dieser Zeit schließen lässt“, sagte Zhao Fangchen.

Zu diesem Zweck verwendete das Forschungsteam der Cambrian Explosion quantitative Analysemethoden wie Clusteranalyse, nichtmetrische multidimensionale Skalierungstransformation und Netzwerkanalyse, um die Verbindung zwischen der Weichkörperfauna Nordchinas und Nordamerikas zu belegen, und wies darüber hinaus darauf hin, dass Nordchina als biogeografisches Bindeglied zwischen Ost-Gondwana und Nordamerika dienen könnte.

Zhao Fangchen wies außerdem darauf hin, dass es noch immer Unterschiede zwischen den paläogeografischen Beweisen aus verschiedenen Blickwinkeln gebe und die biogeografische Erklärung dieses Zusammenhangs daher noch weiterer Forschung und Bewertung bedürfe.

In den oberen und unteren Schieferabschnitten der Mantou-Formation (Miaolingian Wuliu-Stadium), die älter ist als die spezielle vergrabene Fossilienlagerstätte Linyi, entdeckte das Forschungsteam der Kambrischen Explosion auch gut erhaltene Weichkörperfossilien. Die kontinuierliche Verbreitung solcher Fossilien in den Schichten des Mittelkambriums im östlichen Teil der Nordchinesischen Platte macht Nordchina zu einem wichtigen potenziellen Gebiet für die Untersuchung der biologischen Abfolge dieser Periode.

Zhao Fangchen sagte, dass die Entdeckung der Chengjiang-Fauna den Auftakt zu einer Reihe von Studien über kambrische Fossilienlagerstätten im Südchinesischen Block bildete und dass die Linyi-Fauna als erste umfassend untersuchte kambrische Fossilienlagerstätte im Nordchinesischen Block voraussichtlich auch ein neues Kapitel in der Erforschung kambrischer Fossilienlagerstätten in Nordchina aufschlagen wird.