Machen Sie sich immer noch Sorgen um Ihre Figur? Sehen Sie, wie sie dem Massenaussterben widerstanden, indem sie sich auf ihr reichlich vorhandenes Fleisch verließen!

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Gu Ming Di Lian (populärwissenschaftlicher Autor)

Hersteller: China Science Expo

Woran denken Sie, wenn Sie Muscheln erwähnen? Sind es gegrillte Austern, gedämpfte Jakobsmuscheln, scharf gebratene Muscheln oder gekochte Schwertmuscheln?

In den meisten Menschen sind Bilder von Muscheln eng mit Essen verknüpft, aber das liegt nicht daran, dass man gierig ist, sondern es ist eine allgemeine Vorstellung von Menschen. Der Mensch verzehrt jedes Jahr mehr als 16 Millionen Tonnen Weichtiere, davon 70 % Muscheln.

Das Fleisch von Muscheln ist für den Menschen eine Nahrungsquelle, seit die frühen Menschen in Ostafrika Küstenmuscheln aßen. Sie filtern das Wasser, nehmen große Mengen an Phytoplankton und Zooplankton, die andere Organismen nicht verwenden können, in ihren Körper auf und verwandeln sie in nahrhaftes, zartes und knuspriges Schalentierfleisch, das dann auf den Tisch der Menschen gelangt.

Die Austern sind prall und haben eine fleischige Schale.

(Fotoquelle: veer)

Frühe Brachiopoden und Muscheln

Tatsächlich ist es für den Menschen jedoch ein großes Glück, eine solche Menge an Muscheln essen zu können. Seit der Entstehung des Lebens vor mehr als 200 Millionen Jahren waren die wichtigsten Filtrierer im Meer nicht Muscheln, sondern eine andere Lebewesenart, die sogenannten Brachiopoden.

Auf den ersten Blick sehen Brachiopoden und Muscheln sehr ähnlich aus. Beide haben zwei Kalkschalen mit Fleisch darin und es scheint, dass es beim Verzehr der einen oder anderen keinen großen Unterschied gibt, der Unterschied liegt aber genau im Fleisch.

Die Schale zweischaliger Weichtiere besteht aus einem gut entwickelten, weichen Körper mit zahlreichen Muskeln, inneren Organen und Wasserröhren, die vom Mantel umhüllt sind. Der dünne und zähe Mantel, die Süße des Adduktormuskels, der Reichtum der Eingeweide und die Knackigkeit der Wasserröhren machen zusammen den köstlichen Geschmack von Schalentieren aus.

Brachiopoden sind genau das Gegenteil. Ihre Schalen sind sehr dick, enthalten aber nur sehr wenig Fleisch . Ein ungenießbarer, harter Arm und die daran wachsenden Filterranken nehmen bis zu zwei Drittel des Innenraums der Schale ein, während die Muskeln und inneren Organe in die Ecken gequetscht sind und der Anteil des essbaren Teils erbärmlich gering ist.

Vergleich von Brachiopoden (links) und Muscheln (rechts), der den Unterschied in der Fleischmenge zeigt. Beachten Sie, dass die graue Handgelenkskrone und die Flimmerhärchen, die den größten Teil des Körpers des Brachiopoden einnehmen, nicht essbar sind.

(Bildquelle: Quora)

Meerestiere produzieren Fleisch nicht nur für den menschlichen Verzehr, sondern auch für ihr eigenes Überleben. Fleisch enthält physiologisch aktive Zellen. Je mehr Fleisch vorhanden ist, desto schneller ist der Stoffwechsel. Die Muscheln mit dickem Fleisch haben eine drei- oder sogar zehnmal höhere Stoffwechselrate als die dünnen Brachiopoden und können mehr Nachkommen zeugen.

Jakobsmuschelfleisch und Schale

(Bildquelle: Wikipedia)

Doch im Vergleich zu Muscheln haben Brachiopoden den Vorteil der „Älterheit“.

Bereits im Kambrium vor 540 Millionen Jahren tauchten auf der Erde Filtrierer-Brachiopoden auf. Im Laufe von Hunderten von Millionen Jahren vermehrten sie sich in extrem großer Zahl und erlangten einen Vorteil als Vorreiter. Zu dieser Zeit gruben sich die frühen Muscheln noch in den Schlamm, wie kleine Schnecken mit zweischaligen Gehäusen, und ernährten sich von der organischen Substanz im Schlamm. Als sich im Ordovizium vor 480 Millionen Jahren schließlich Symphysenkiemen mit engen Kiemenfäden und der Fähigkeit zum Filtern von Nahrung entwickelten, hatten sich die Brachiopoden auf dem Meeresboden bereits extrem vermehrt.

Auch wenn die fleischigen Muscheln einen schnelleren Stoffwechsel haben, sind sie angesichts der überwältigenden zahlenmäßigen Überlegenheit der Brachiopoden immer noch unbedeutend. Doch diese Situation änderte sich aufgrund eines Massenaussterbens für immer.

Der veränderte Status des Lebens auf der Erde im Aussterben

Am Ende des Perms vor 252 Millionen Jahren kam es zum größten Aussterben des Lebens auf der Erde . In Sibirien kam es zu einem gewaltigen Ausbruch eines Supervulkans. Eine gewaltige Menge Magma verschluckte alles Lebende in der Umgebung. Das freigesetzte Schwefeldioxid, der durch Rauch und Staub verursachte saure Regen sowie das kalte Wetter schädigten die Meeresumwelt schwer. Die Welt war gefroren und der Meeresspiegel sank stark. Nach dem Aufprall des Schwefeldioxids erntete das nachfolgende Kohlendioxid die letzten Organismen.

Nach diesem Aussterben übertrafen die Muscheln bald die Brachiopoden zahlenmäßig und dominierten alle Teile der Welt. Allerdings konnten die Brachiopoden nie wieder ihre frühere Verbreitung erreichen und konnten schließlich nur noch in dunklen und kalten Gebieten leben und wurden zu Randgruppen der Ozeane.

Was war der Grund für den Statuswechsel zwischen den beiden?

Simulation des Massenaussterbens am Ende des Perm, eines massiven Vulkanausbruchs

(Bildnachweis: José-Luis Olivares/MIT)

Natürlich denken die Leute an Wettbewerb.

Brachiopoden und Muscheln haben eine ähnliche Morphologie und Lebensweise, Muscheln haben jedoch einen erheblichen Vorteil hinsichtlich des Fleisches. Ihre kräftigen Muskeln ermöglichen ihnen Bewegungen wie Graben und Paddeln, um Feinden auszuweichen und bessere Nahrungsquellen zu finden. Ihre Wassersackmuskeln können starke Wasserströmungen erzeugen, mehr Nahrung filtern, schneller wachsen und sich vermehren und mehr Nachkommen zeugen.

Aus diesem Grund gehen Wissenschaftler seit den 1860er Jahren, also um 1860, davon aus, dass beide in einem Konkurrenzverhältnis stehen und die physiologisch vorteilhaften Muscheln durch Konkurrenz ihre Verbreitung kontinuierlich ausweiten, den Lebensraum der Brachiopoden verdichten und die unterlegenen Brachiopoden nach und nach „eliminieren“.

Diese auf Vermutungen und „gesundem Menschenverstand“ beruhende Annahme wurde jedoch kürzlich in Frage gestellt. Da die fossilen Beweise zunehmen, können Wissenschaftler das Problem aus einer breiteren Perspektive betrachten.

Kürzlich arbeiteten der Doktorand Guo Zhen und Professor Chen Zhongqiang von der China University of Geosciences (Wuhan) mit Professor Mike Benton und dem Doktoranden Joseph Flannery-Sutherland von der University of Bristol in Großbritannien zusammen, um die Veränderungen bei den Brachiopoden- und Muschelarten vor, während und nach dem Perm-Perm-Massenaussterben sowie in der darauffolgenden Evolution auf Grundlage der riesigen paläontologischen Datenbank (PBDB) und Tausender Fossilien zu rekonstruieren.

Studien haben gezeigt, dass die Brachiopoden durch das Massenaussterben einen schweren Schlag erlitten haben. Auch bei den Muscheln kam es zwar zu einigen Verlusten, doch kam es nicht zu einem großflächigen Aussterben wichtiger Taxa oberhalb dieser Ordnung. Bei diesem Massenaussterben erlitten die Brachiopoden weitaus größere Schäden als die Muscheln .

Nach dem Massenaussterben begann sich die Zahl der Muschelarten sofort zu erholen und in den ersten zehn Millionen Jahren der Trias entwickelte sich eine große Zahl neuer Arten. Gleichzeitig verfielen die Brachiopoden jedoch nicht der Hoffnung und entwickelten mit großer Vitalität neue Arten. Doch im Olenekium, zwei Millionen Jahre nach Beginn der Trias, kam es erneut zu einem großflächigen Aussterben der Brachiopoden. Die gerade erholten Populationen gingen wieder zurück und die Muscheln erlangten nun die absolute Dominanz.

Die Dominanz der Muscheln führte jedoch nicht zur Verdrängung der Brachiopoden. Sie erholten sich in der Mitteltrias und im Mitteljura und wurden während der Kreidezeit zu einer stabilen Präsenz in den Ozeanen. Im Känozoikum, nach dem Aussterben der Dinosaurier, blühten sie sogar noch weiter auf und wurden in einzelnen Auftriebsgebieten des tropischen Kontinentalschelfs im westlichen Südatlantik extrem häufig, wobei sie zahlenmäßig sogar die Muscheln und Gastropoden zusammen übertrafen.

Würden beide miteinander konkurrieren, würde die Diversifizierung der Muscheln gleichzeitig die Erholungsrate der Brachiopoden verringern, bis diese schließlich durch die große Zahl der Muscheln aus ihrem Lebensraum verdrängt würden und aussterben würden. Das Gegenteil ist jedoch der Fall .

Die Kurven, die die Veränderungen in der Zahl der Gattungen der Muscheln (orange) und Brachiopoden (violett) zeigen, zeigen, dass die Brachiopoden am Ende des Perm einen schweren Schlag erlitten, es aber nach dem Aussterben noch Perioden mit steigender Zahl der Gattungen gab, statt eines kontinuierlichen Rückgangs.

(Bildquelle: Referenz [1])

Ein physiologischer Vorteil zur Abwehr des Massenaussterbens

Die meiste Zeit herrscht zwischen Muscheln und Brachiopoden eine Beziehung, in der der Wohlstand allen zugutekommt. Beide benötigen denselben Platz und dieselben Nahrungsressourcen, und wenn sich die Umweltbedingungen ändern, werden beide natürlich gleichzeitig gedeihen und verfallen. Da es sich um Filtrierer ohne Gehirn und mit geringer Mobilität handelt, kommt es zwar zu einem Wettbewerb zwischen den beiden, dieser ist jedoch nicht so blutig wie der zwischen Raubtieren. Es ist eher ein lockerer Kampf um verstecktes Essen und Platz.

Normalerweise bietet der Ozean bei reichlichen Nahrungsressourcen Platz für beide Arten von Lebewesen. Muscheln und Brachiopoden können in unterschiedlichen Gebieten oder zusammenleben, indem sie gemeinsam die Nahrung in den Meeresströmungen genießen und ihren eigenen Anteil am Meeresboden besetzen, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen. Sollte es jedoch zu einem Massenaussterben kommen oder sich die Meeresumwelt verschlechtern, müssen wir uns auf unsere eigenen Fähigkeiten verlassen.

Leider ist es für die Brachiopoden aufgrund ihres physiologischen Nachteils, wie etwa dem Mangel an Fleisch, schwierig, Massenaussterben zu widerstehen. Die meisten Brachiopoden sind völlig sesshaft, d. h. sie nutzen fleischige Stiele oder Schalenstacheln, um sich an Sedimenten oder harten Untergründen festzuhalten und leben in einer unveränderlichen Position.

Der moderne Armfüßer Liothyrella neozelandica ist dicht auf den Klippen unter der Meeresoberfläche Neuseelands verbreitet.

(Bildnachweis: Ryan Photographic)

Die muskulösen Muscheln sind mobile „Grabspezialisten“ , die vorwiegend unter dem Meeresboden leben. Sie graben zum Schutz Höhlen in unterschiedlichen Tiefen und entwickeln strohähnliche Strukturen, sogenannte „Wasserröhren“, um Nahrung und sauerstoffreiches Wasser in ihre Schalen zu befördern, während sie im Schlamm vergraben sind.

Andere Muscheln, insbesondere Jakobsmuscheln, haben eine Schwimmtechnik entwickelt, bei der sie ihre Schalen mithilfe des Schließmuskels schnell öffnen und schließen. Dadurch haben sie eine deutlich bessere Fähigkeit, Gefahren und Raubtieren zu entkommen.

Die muskulösen Füße der Herzmuscheln sind stark, lang und sichelförmig. Dadurch können sie sich schnell durch den Sand bewegen, um Raubtieren und rauen Umgebungen auszuweichen. Gleichzeitig verleihen sie ihnen einen knackigen, süßen, zarten und köstlichen Geschmack.

(Bildquelle: Quora)

Während des Olenekiums, kurz nach dem Massenaussterben, stieg die Temperatur der Erde aufgrund des starken Treibhauseffekts, der fast fünf Millionen Jahre anhielt, stark um etwa 8 bis 10 Grad Celsius an. Dadurch sank der Gehalt an gelöstem Sauerstoff im Meerwasser extrem stark ab, und seitdem ist eine große Zahl von Meereslebewesen verschwunden. Unter ihnen waren die Brachiopoden besonders stark betroffen.

Der Grund ist, dass sie kein Fleisch haben .

Die dicke Schale behindert die Sauerstoffdiffusion und der kleine Körper kann den Wasserfluss kaum antreiben und die Atmung beschleunigen, geschweige denn sich selbst fortbewegen, sodass er nur an Ort und Stelle bleiben und ersticken kann.

Muscheln hingegen haben dünne Schalen und dickes Fleisch und können dank ihrer kräftigen Muskeln starke Wasserströmungen erzeugen. Wer schon einmal in einem Einkaufszentrum von Muscheln mit Wasser bespritzt wurde, dürfte das schon erlebt haben; Viele Muscheln haben in ihren Schalen zahlreiche winzige Poren, die Wasser durchlassen und frischen Sauerstoff hereinbringen. Bei Katastrophen werden diese Fähigkeiten zu ihrer Wunderwaffe, um die Probleme der Hypoxie zu verringern.

Im Sand vergrabene, axtförmige Muschel, die zwei lange, muskulöse Röhren zum Atmen und Filtern freigibt.

(Bildquelle: Wikipedia)

Gleichzeitig hatten die Brachiopoden immer noch mit Sauerstoffmangel zu kämpfen. Nicht nur starb ein großer Teil ihrer Populationen aus, die Überlebenden waren auch gezwungen, ihre Größe zu reduzieren, um sich an die sauerstoffarme Umgebung anzupassen. Die Unverträglichkeit gegenüber hohen Temperaturen und Sauerstoffmangel führte letztlich zu katastrophalen Folgen: Bei diesem Massenaussterben starben die Brachiopoden mit ihren lange schwimmenden Larven vollständig aus, was ihre Fähigkeit, sich erneut über die Erde auszubreiten, fast vollständig zerstörte.

Bei Tieren mit eingeschränkter Mobilität haben Larven mit langen Planktonperioden die höchste Priorität für die Verbreitung durch benthische Organismen. Sie können lange Zeit im Wasser treiben und von Meeresströmungen über weite Strecken getragen werden, um weit entfernte Orte zu erreichen, die ihr gesamter Körper niemals erreichen könnte.

Muscheln haben solche Larven. Während ihrer Wanderzeit von einem Monat oder sogar mehr als einem Jahr können die Larven mit der Wasserströmung bis zu fast 4.500 Kilometer weit treiben, was der Überquerung eines Viertels des Pazifischen Ozeans entspricht! Dadurch konnten sich Muscheln in mehr Gebieten ansiedeln, in denen sie überleben konnten, was zu ihrer weiten geografischen Verbreitung rund um den Globus führte.

Nach dem Massenaussterben im Perm überlebten jedoch nur noch Kalkarmfüßer mit kurzlebigen planktonischen Larven. Sie nutzen das Eigelb, das sie mit sich tragen, als Nahrung und essen nicht. Sie treiben einfach ein paar Tage im Wasser, bevor sie sich am Boden festsetzen und nicht mehr bewegen. Durch die kürzere Schwimmdauer können sich die Nachkommen meist nur im Umkreis weniger tausend Meter um ihre Eltern niederlassen oder gar eine enge Bindung zu ihnen aufbauen.

Der Vorteil dieser Art liegt in ihrer Exklusivität – sie bildet dichte Gruppen auf kleinem Raum, kann dort nahezu alle Nahrungsressourcen besetzen und schließt die Konkurrenz durch andere Filtrierer aus. Dies führt jedoch auch zu einer ernsthaften „Involution“ zwischen den Gruppen und sie konkurrieren miteinander um Nahrungsressourcen. Es kommt häufig zu Panzerdeformationen und die Eltern unterdrücken ihre Nachkommen und ersticken sie zu Tode.

Noch wichtiger ist, dass die Larven ihr Verbreitungsgebiet stark einschränken, da sie sich nur schwer über große Entfernungen ausbreiten können. Bei jeder neuen Aussterbewelle ist damit zu rechnen, dass Brachiopoden mit einem engen Verbreitungsgebiet einen verheerenden Schlag erleiden. Beide Faktoren sind eng miteinander verknüpft, was dazu führen wird, dass die Muscheln in Zukunft die Ozeane dominieren werden.

Nach einer Reihe von Aussterbeereignissen können die meisten Armfüßer mit Kalkschale nur noch in Umgebungen mit kaltem Wasser und schwacher Beleuchtung überleben . Diese sind zwar relativ stabil und weniger von Aussterbeereignissen betroffen, weisen jedoch einen geringen Nährstoffgehalt auf. Dies bedeutet, dass sie zu Randarten im Ozean geworden sind und kaum eine Chance haben, jemals wieder ihre frühere Häufigkeit zu erreichen.

Gleichzeitig nimmt die Zahl der Muscheln zu und sie sind heute in allen Teilen der Weltmeere zu finden. Ihr reichhaltiges, pralles, zartes und saftiges Fleisch hat ihnen geholfen, zahllose Massenaussterben zu überleben und hat es ihnen ermöglicht, als am leichtesten verfügbare Fleischquelle Generationen von Menschen zu ernähren.

Frittierte Muscheln sind in meinem Land die am weitesten verbreiteten und am meisten produzierten Schalentiere.

(Fotoquelle: veer)

Abschluss

Von Muscheln, die man an Küsten und in Ruinen von Zivilisationen auf der ganzen Welt findet, über den leuchtenden Meeresspargel in den Händen der Römer und die elegant gelutschten Austern in „Onkel Jules“ bis hin zu den kontinuierlichen Farmen entlang der Küsten der modernen Zivilisation haben zahllose Muscheln in der Geschichte eine wichtige Rolle gespielt und der Welt über Zehntausende von Jahren unzählige Nahrungsmittel, Muscheln und Perlen geliefert. Ohne dieses Massenaussterben würde nichts davon existieren.

Sie sehen also, dieses Massenaussterben war für die damaligen Lebewesen eine Katastrophe, für uns Menschen war es jedoch nicht unbedingt eine schlechte Sache. Die Natur ist so wundervoll.

Quellen:

[1]Guo, Z., Flannery-Sutherland, JT, Benton, MJ et al. Bayes'sche Analysen deuten darauf hin, dass Muscheln nicht für den Niedergang der Brachiopoden nach dem Perm-Trias-Massenaussterben verantwortlich waren. Nat Commun 14, 5566 (2023).

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