Große Entdeckung! Chinesische Wissenschaftler entdeckten vor 35 Millionen Jahren anhand von Fäkalien, dass die Erde so aussah

Das Cover der 9. Ausgabe von Band 26 der internationalen Fachzeitschrift „iScience“ ist ein heilendes Landschaftsbild. Darin ist ein ruhiger Teich im dichten Waldgrasland zu sehen, in dem sich viele Krokodile nach dem Fressen im seichten Wasser ausruhen. Was Sie jedoch nicht wissen, ist, dass diese Karte zur Wiederherstellung der ökologischen Umwelt auf einem Haufen fossiler Krokodilkot basiert.

Cover von iScience Vol. 26, Nr. 9. Bildquelle: iScience

Dieses Titelblatt berichtet über 55 gut erhaltene Krokodilkotfossilien aus dem späten Eozän im Norden Vietnams, die 35 Millionen Jahre alt sind. Mit dieser Entdeckung wurde erstmals eine neue Gattung und Art von Krokodilkot festgestellt. In der Arbeit wurden die alten Umweltmerkmale des Na-Yang-Beckens durch ökologische Forschung an den Kotfossilien wiederhergestellt , die die wunderschöne Landschaft im Bild oben bilden.

Koprolithen: Ein wertvolles Werkzeug für die paläontologische Forschung

Die Geschichte der Koprolithenforschung erstreckt sich tatsächlich über zwei Jahrhunderte. Von ihrer anfänglichen Unbekanntheit bis hin zur jüngsten multidisziplinären umfassenden Forschung haben sich Koprolithen als wertvolles Instrument der paläontologischen Forschung erwiesen .

Bereits 1829 untersuchte der britische Geologe und Paläontologe William Buckland erstmals Koprolith und prägte den Begriff „Koprolith“, der später zur allgemeinen Bezeichnung für alle Koprolithen wurde. Damals fiel Mary Anning, einer berühmten britischen Fossilienjägerin, auf, dass sich im Bauchraum von Ichthyosaurierfossilien oft einige „kleine Steine“ befanden. Beim Zerbrechen der kleinen Steine ​​kamen Fischgräten oder Fischschuppenfossilien zum Vorschein. Mary Annings Beobachtungen erregten die Aufmerksamkeit von William Buckland, der nach sorgfältiger Untersuchung im Jahr 1829 die These aufstellte, dass es sich bei diesen kleinen Steinen um Koprolithen von Ichthyosauriern handele und dass die spiralförmigen Kreise auf den Koprolithen im Darm der Ichthyosaurier entstanden seien.

Illustration aus William Bucklands Abhandlung über Koprolithen von 1835. Bildnachweis: William Buckland

Tatsächlich war dies nicht das erste Mal, dass William Buckland Koprolithen bemerkte. Vor einigen Jahren beobachtete er Hyänenkoprolithen. Im Jahr 1822 schrieb er nach der Untersuchung von Säugetierfossilien in einer Höhlenablagerung: „Hier gibt es viele kleine Kugeln, bei denen es sich möglicherweise um den festen Kalziumkot eines Tieres handelt, das sich von Knochen ernährt … Ihre Form und ihr Aussehen ähneln dem Kot von Tüpfelhyänen.“ Ich möchte hier hinzufügen, dass auch William Buckland eine denkwürdige Leistung vollbracht hat. Im Jahr 1824 untersuchte und benannte er die erste gültige Gattung und Art von Dinosauriern – Megalosaurus.

Heutzutage widmet man der Erforschung von Koprolithen immer mehr Aufmerksamkeit. An Koprolithen können eine Reihe von Studien durchgeführt werden, darunter Morphologie, Taphonomie, Paläoökologie, Palynologie, Biogeochemie und systematische Klassifizierung , um das alltägliche Verhalten, Ernährungsbeziehungen, Ernährungseigenschaften, die Struktur des Verdauungstrakts und sogar alte DNA-Informationen von alten Organismen aufzudecken.

2001. Rekonstruktion des marinen Nahrungsnetzes der Trias aus Koprolithen. Bildnachweis: Marie Cueille

Die britische Universität Bristol untersuchte einst eine große Zahl von Koprolithen, die in den Meeresschichten der Trias im Südwesten Englands gefunden wurden. Mithilfe von CT-Scans identifizierten sie die Knochen und Schuppen verschiedener Organismen und rekonstruierten auf dieser Grundlage das Nahrungsnetz urzeitlicher Meeresorganismen vor mehr als 200 Millionen Jahren und stellten Spekulationen über die Beziehung zwischen Raubtieren und Beute an. Die Forschungsergebnisse folgen im Wesentlichen unserem Mantra: Große Fische fressen kleine Fische, kleine Fische fressen Garnelen.

Das Nanjing-Institut für Geologie und Paläontologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat in kreidezeitlichem Bernstein Kurzflügelkäfer und ihre Koprolithen entdeckt. Auf den Insekten und in den Koprolithen befanden sich große Mengen Pollen, die dem Pollen von Chrysanthemen und Rosen sehr ähnlich waren. Dies deutet darauf hin, dass Insekten bereits vor über 100 Millionen Jahren Pollen für höhere Angiospermen verbreiteten und dies bis heute tun .

Wie wird die ursprüngliche ökologische Umgebung, in der Krokodile lebten, rekonstruiert?

Die Forschungsarbeiten für den eingangs erwähnten Titelartikel von „iScience“ wurden in Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften und dem Vietnam National Museum of Nature durchgeführt. Im Herbst 2018 führte das gemeinsame wissenschaftliche Expeditionsteam Felduntersuchungen im Na-Yang-Becken in der Provinz Lang Son im Norden Vietnams durch. Das Na-Yang-Becken ist eine wichtige Fossilienfundstätte in Südostasien mit reicher Flora, Fauna und Spurenfossilien, ähnlich den Fossilienfundstätten aus dem Eozän in Maoming, Guangdong, meinem Land. Das wissenschaftliche Expeditionsteam entdeckte in der Nayang-Kohlenmine mehr als 100 Stücke Koprolithen und fossiles Material verschiedener Wirbeltiere.

Das wissenschaftliche Expeditionsteam untersucht die Nayang-Kohlemine im Norden Vietnams. Bildquelle: Wu Feixiang

Während der Untersuchung wurden an Ort und Stelle vergrabene Krokodilkotfossilien entdeckt. Die Größe der Fossilien auf dem Bild kann als Anhaltspunkt für die Größe eines Messers dienen. Bildnachweis: Paul

In anschließenden Forschungsarbeiten führte das Team eine Reihe von Analysen des Kots durch. Dazu gehörten die Beschreibung der Morphologie zur Klassifizierung, die Erstellung der Biostratigraphie der Koprolithen, die Beobachtung von Gewebeschnitten, die Entdeckung innerer Substanzen durch CT-Scans, die Anzeige von Elementspitzen durch Energiespektrumanalyse und die Rekonstruktion des Erscheinungsbilds der Vegetation durch Pollenanalyse.

Krokodil-Koprolithen aus dem späten Eozän aus dem Na-Duong-Becken, Vietnam. Bildnachweis: Paul

Durch systematische Klassifizierung und palynologische Analyse kam die Studie zu dem Ergebnis, dass sowohl Koprolithen als auch Dinosaurierfußabdrücke Spurenfossilien sind. Die systematische Klassifizierung von Dinosaurier-Fußabdrücken ist seit langem allgemein anerkannt, die systematische Klassifizierung von Koprolithen stagniert jedoch aus zwei Hauptgründen:

Erstens variieren die Erhaltungsbedingungen der Koprolithen aufgrund der Vergrabung und Diagenese. Manche Fäkalien werden zu Kuchen zermahlen, andere zu Schlacke zerkleinert und sind nur selten in ihrem ursprünglichen Zustand erhalten.

Zweitens kann es vorkommen, dass derselbe Organismus mit unterschiedlichen Ernährungsgewohnheiten unterschiedliche Kotarten produziert. Das ist leicht zu verstehen. Die Nahrung, die Sie täglich zu sich nehmen, ist unterschiedlich, und auch der Stuhl, den Sie ausscheiden, ist unterschiedlich. Mit Frühling, Sommer, Herbst, Winter und Festen gibt es jedes Jahr mindestens ein Dutzend Arten von Kot.

Die Internationale Kommission für Zoologische Nomenklatur legte 1999 die Benennungsregeln für Spurenfossilien fest. Auf Grundlage dieser Regel wurde in dieser Studie erstmals die Nomenklatur von Krokodil-Koprolithen eingeführt und die neue Gattung und Art Crococopros naduongensis genannt, wobei Crococopros Krokodil-Koprolithen bedeutet und sich naduongensis auf Na Duong in Vietnam bezieht, wo die Koprolithen gefunden wurden.

Pollen in Koprolithen und umgebenden Gesteinen. Bildnachweis: Paul

Der Tropische Botanische Garten Xishuangbanna der Chinesischen Akademie der Wissenschaften führte eine detaillierte palynologische Analyse der Koprolithen und der umgebenden Felsen durch und fand heraus, dass der Pollen mit insgesamt 76 Pollenarten, darunter zwei Algen-, drei Farn-, fünf Nacktsamer- und 66 Bedecktsamerarten, äußerst reichhaltig war.

Dieser Pollen kann uns direkt dabei helfen, die ursprüngliche ökologische Umgebung, in der Krokodile lebten, zu rekonstruieren. Er weist darauf hin, dass im Na-Yang-Becken in Vietnam vor über 30 Millionen Jahren ein tropisches/subtropisches Klima herrschte, das umgebende Gelände Höhen und Tiefen aufwies und sich die Vegetation veränderte. Die höheren Bergregionen bestehen aus subtropischen immergrünen Laubwäldern, während die tiefer gelegenen Seen und Sümpfe tropische Regenwaldgebiete mit großen Mengen an Süßwasseralgen und Wasserpflanzen wie Seerosen und Wasserlinsen sind.

Eine vollständige Karte der Wiederherstellung der ökologischen Umwelt im Eozän im Na-Yang-Becken, Vietnam. Bildnachweis: Paul

An der Fossilienfundstelle der Na Yang-Kohlenmine wurden auch Fossilien von Fischen, Primaten, Vögeln, Schildkröten und anderen Tieren entdeckt. In Kombination mit Vegetations- und Tierarten können Wissenschaftler und Maler zusammenarbeiten, um die antike Umwelt zu rekonstruieren und das ökologische Erscheinungsbild des Na-Yang-Beckens in Vietnam vor über 30 Millionen Jahren wiederherzustellen. Langsam entfaltet sich ein heilsames Bild: Die Waldvegetation gedeiht, Flüsse oder Seen sind voller Wasser und es gibt reichlich Nahrungsressourcen, die für die Vermehrung der Organismen geeignet sind. Krokodile, die hier die obersten Mitglieder der Nahrungskette bilden, gedeihen hier, fressen und trinken nach Herzenslust und koten in aller Ruhe.

Planung und Produktion

Produziert von Science Popularization China

Autor: Zhang Lizhao, Institut für Wirbeltierpaläontologie und Paläoanthropologie, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Produzent: China Science Expo

Herausgeber: Yinuo