Dieses uralte „gepanzerte“ Lebewesen ist der Baustein der Pyramiden und der Eckpfeiler der marinen Nahrungskette

Wenn Menschen „Plankton“ erwähnen, denken sie oft zuerst an jene wirbellosen Tiere in Süßwasser und Ozeanen, die zu klein sind, um mit bloßem Auge beobachtet zu werden, aber zahlreich sind; Sie sind schwach und winzig und im Wasser so allgegenwärtig wie Staub in der Luft. Sie sind ein unverzichtbarer Eckpfeiler der Nahrungskette. Es gibt jedoch eine Planktonart, die zum Schutz harte Schalen verwendet. Man kann sie als Meister des „Schalenstapelns“ in der mikroskopischen Welt bezeichnen. Es handelt sich um Foraminiferen.

Wissenschaftliche Zeichnung von Foraminiferen vom Biologen Ernst Haeckel | Wikimedia Commons

Einzellige Organismen mit Schale

Foraminiferen, was so viel bedeutet wie „mit kleinen Löchern bedeckt“, umfassen derzeit fünf bekannte Klassen und mehr als 50.000 Arten (darunter 6.700–10.000 lebende Arten und mindestens 40.000 fossile Arten). Die meisten Foraminiferen sind klein und haben einen Schalendurchmesser von nicht mehr als einem Millimeter. Allerdings ist die in der Tiefsee in 500–10.600 Metern Tiefe lebende Xenophyophorea mit einem Körperdurchmesser von bis zu 20 Zentimetern der „Riese“ in der Familie der Foraminiferen.

Das größte Merkmal der Foraminiferen ist ihre harte Schale aus kondensiertem Kalziumkarbonat. Im Gegensatz zu den aus Kalziumkarbonat bestehenden Schalen bekannter Weichtiere wie Schnecken, Muscheln und Weinbergschnecken befinden sich die Schalen der Foraminiferen als Einzeller im Protoplasma innerhalb der Zellmembran und sind mit vielen kleinen Löchern bedeckt, daher der Name „Foraminiferen“. Die Schalen vieler Foraminiferen haben komplexe mehrschichtige Strukturen und viele kleine Kammern. Die Morphologie und Struktur der Schalen sind für Taxonomen auch die Hauptkriterien zur Unterscheidung verschiedener Foraminiferengruppen. Neben Kalziumkarbonat, dem Hauptbestandteil, enthalten die Schalen mancher Foraminiferen auch andere Stoffe wie Protein, Kalzit und Aragonit. Es gibt sogar eine Art Foraminiferen, deren Schale Silizium enthält, um sie zu verstärken und widerstandsfähiger zu machen.

Wissenschaftliche Zeichnung von Foraminiferen vom Biologen Ernst Haeckel | Wikimedia Commons

Die verschiedenen Organellen in Foraminiferenzellen sind größtenteils von dieser harten Schale umhüllt. Durch diese kleinen Löcher können Foraminiferen filamentöse Pseudopodien ausstrecken, um Substanzen innerhalb und außerhalb der Zellen auszutauschen. Pseudopodien helfen Foraminiferen bei der Fortbewegung im Wasser oder auf Sedimenten am Gewässergrund und ermöglichen es ihnen auch, an Kieselalgen und Bakterien zu haften und diese als Nahrung zu fangen. Interessanterweise haben viele Foraminiferen symbiotische Organismen wie Grünalgen, Rotalgen, Kieselalgen und Dinoflagellaten in ihrem Körper, die den Foraminiferen durch Photosynthese Energie liefern können; Einige andere Foraminiferen behalten ihre Chloroplasten nach der Endozytose und Verdauung einzelliger Algen für den eigenen Gebrauch.

Uralte Kreaturen, die die Pyramiden bauten

Foraminiferen weisen nicht nur eine große Artenvielfalt auf, sondern sind auch weit verbreitet. Die meisten Foraminiferen leben im Ozean. Man findet sie von der sonnigen Meeresoberfläche bis hin zur Tiefsee in Tausenden von Metern Tiefe. Zusätzlich zu den planktonischen Arten gibt es auch viele benthische Arten; Einige Arten sind im Süßwasser verbreitet und einige Foraminiferen haben es sogar bis ans Land geschafft und leben im feuchten Boden an der Oberfläche tropischer Regenwälder.

Mesozoische Foraminiferenfossilien | Lyndsey R. Fox et al. / Zeitschrift für Mikropaläontologie (2018)

Gleichzeitig ist die Geschichte der Foraminiferen auch sehr alt. Die ersten Foraminiferen tauchten im Kambrium vor etwa 542 Millionen Jahren auf. Ihre Zahl auf der Welt ist so groß, dass man davon ausgeht, dass Foraminiferen jedes Jahr bis zu 43 Millionen Tonnen Kalziumkarbonat produzieren. In Meeresablagerungen auf der ganzen Welt findet man zahlreiche fossile Schichten, die aus den Schalen abgestorbener Foraminiferen bestehen. Die alten Ägypter gruben Kalkstein aus, der aus Foraminiferenfossilien bestand, und verwendeten ihn zum Bau der weltberühmten Pyramiden. Die längste Periode des Mesozoikums, die Kreidezeit, wurde von Paläontologen nach den an Foraminiferenfossilien reichen Schichten benannt.

Wissenschaftliche Zeichnung, die verschiedene winzige biologische Überreste in Kalkstein zeigt | Wikimedia Commons

Foraminiferenfossilien sind außerdem wichtige Indikatorarten für die Erforschung des Klimas und der Ökologie der Antike. Die Statistiken über die Anzahl und Arten von Foraminiferenfossilien, die in Tiefseebohrkernen gefunden wurden, bieten dem Menschen ein seltenes Fenster zum Verständnis der Urmeere vor zig Millionen Jahren.

Grundstein von SeaWorld

Die große Anzahl und Vielfalt der Foraminiferen sind für die Stabilität des marinen Ökosystems von entscheidender Bedeutung. Einerseits können sie das im Meerwasser gelöste Kohlendioxid fixieren und in Form von Kalziumkarbonat in ihren kleinen Hartschalen versiegeln. Wenn Foraminiferen sterben, versiegeln die Schalen große Mengen Kohlenstoff in der Tiefsee und mildern so deren Einfluss auf die globale Erwärmung als Treibhausgas. Andererseits können einige Foraminiferenarten auch symbiotische Algen nutzen oder Chloroplasten stehlen, um Photosynthese zu betreiben und so die Aufgabe von Produzenten im Ozean zu erfüllen.

Für viele Fischarten, darunter auch einige wirtschaftlich bedeutende Speisefischarten, sind Foraminiferen wichtige Nahrungsorganismen für ihre Brut. Steigt jedoch der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre weiter an und wird dadurch die Konzentration des gelösten Kohlendioxids im Meerwasser zu hoch, verwandelt sich das Meerwasser in eine immer stärker konzentrierte Kohlensäurelösung. Für die Kalziumkarbonatschalen der Foraminiferen wäre das fatal: Ihre harten Schalen lösen sich auf und sie können in einer derartigen Meeresumwelt nicht überleben.

Lebende Foraminiferen | Haruka Takagi et al. / Biogeowissenschaften (2019)

Da die Foraminiferen eine wichtige Grundart in der marinen Nahrungskette sind, wird ihr Aussterben und Verschwinden Auswirkungen auf alles oberhalb der Nahrungspyramide haben, von kreuzenden Fischen, fliegenden Seevögeln, springenden Delfinen und riesigen Walen bis hin zum Menschen, der für sein Überleben und seine Entwicklung auf die reichen Ressourcen des Ozeans angewiesen ist. Wenn die Zahl der Foraminiferen, einer wichtigen kohlenstoffbindenden und riffbildenden Art, abnimmt oder sie sogar aussterben, werden die durch den Klimawandel verursachten Herausforderungen gravierender und die Situation wird sich noch weiter verschlechtern.

Die winzigen Foraminiferen dienen uns Menschen nicht nur als Spiegel, um das vergangene Klima und die frühe Ökologie der Erde zu verstehen, sondern sind auch ein wichtiger Indikator für die Überwachung moderner Umweltveränderungen auf der Erde. Ihr Aufstieg und Fall sowie ihr Überleben in der Zukunft sind eng mit der Zukunft eines jeden Einzelnen von uns verbunden.

Sternförmige Überreste im Sand, die Schalen von Foraminiferen | Geomr / Wikimedia Commons

Brief an die Kalenderdame

Das Jahr 2021 neigt sich dem Ende zu. Gab es in diesem Jahr Naturmomente, die Sie beeindruckt haben?

Nachdem Calendar Girl ihren Kollegen diese Frage gestellt hatte, erhielt sie jede Menge Fotos und Videos.

@Jian Er wachte eines Tages aus einem Nickerchen auf und wurde Zeuge eines Mordes auf seinem Hut – eine Gottesanbeterin kaute fröhlich an einer Blattlausfliege herum;

Als @麦麦 im Park spazieren ging, wurde mir plötzlich klar, dass der Weißklee eigentlich sehr schön ist:

@黑jio妹妹 hat eines Tages ein Foto von der „Nebensonne“ – einem Nebensonnenhund – gemacht, als sie faulenzte. Dies ist ein optisches Phänomen, das durch die Brechung des Sonnenlichts durch Eiskristalle am Himmel verursacht wird. Damals gab es auf jeder Seite der Sonne eine „kleine Sonne“.

Was ist Ihr #2021NaturalMoment#?

Dieser Artikel stammt aus dem Artenkalender, gerne weiterleiten

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