Tauchen Sie nachts in tiefes Wasser ein und erkunden Sie die Pracht des urzeitlichen Meereslebens

Produziert von: Science Popularization China

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Hersteller: Computer Network Information Center, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Anmerkung des Herausgebers: Der Autor dieser Ausgabe ist ein begeisterter Paläontologe, der von der Meerespaläontologie fasziniert ist und sich oft vorstellt, diese wunderbaren Kreaturen zu sehen. Lassen Sie uns heute dem Autor folgen und unserer Fantasie freien Lauf lassen: Reisen Sie zurück zum Ozean der Urzeit …

Die weltweit größte biologische Migration findet nach Einbruch der Dunkelheit statt.

Es ist spät in der Nacht, und um mehr Sauerstoff und Nahrung zu erhalten, steigen etwa 100 Millionen Tonnen Organismen aus der photischen Zone des Ozeans in die obere Schicht nahe der Oberfläche auf. Wenn die Sonne aufgeht, kehren sie Tag für Tag in die Tiefen des Ozeans zurück und fördern den Stoffkreislauf zwischen Flachmeer und Tiefsee.

Dieses großartige Schauspiel ereignet sich seit der Planktonexplosion im Ordovizium jede Nacht im Ozean.

Blackwater Photography: Die Schönheit des Planktons

Nachts werden Lichter an Booten oder Bojen etwa 12 Meter unter Wasser aufgehängt. Anschließend taucht der Fotograf in die Tiefe, um das tiefstmögliche Meerwasser zu finden, und fängt mit einer Kamera Bilder der kleinen Lebewesen im Wasser ein – das ist Schwarzwasserfotografie.

Die mesozoische planktonische Krabbe Callichimaera perplexa ähnelt der Megalopa der heutigen Krabben, was auf ein Phänomen der juvenilen Persistenz zurückzuführen sein könnte. Foto aufgenommen in der Unterkreide (Bildquelle: vom Autor gezeichnet)

Winziges Zooplankton steigt aus der Tiefe zum Licht auf und eine Vielzahl erstaunlicher Lebewesen folgt. Zu allen Zeiten machten gallertartige pelagische Wirbellose wie Quallen und Rippenquallen den Großteil des Meereslebens aus. Dennoch gibt es in verschiedenen Epochen einige Arten, die die Spuren der Zeit tragen.

Im Ordovizium waren die Larven planktonischer Trilobiten, Conodonten und Panzerfische die einzigartigsten und interessantesten Meereselfen.

Im Devon waren es die Ammoniten und Kieferfischlarven, die im Zuge der Nematodenrevolution im Devon neu geboren wurden und planktonische Larven hatten;

Im Mesozoikum waren auch umhertreibende Seelilien und Arthropodenlarven eine wunderschöne Landschaft.

Nun sind wir im Jahr 2200 angelangt.

Zu dieser Zeit kam die Technologie der Zeitreise auf und es wurde möglich, durch verschiedene geologische Epochen zu reisen, um urzeitliche Lebewesen zu fotografieren. Als nächstes werden wir die Fotografin Cheng Wen einladen, uns von ihren interessanten Erfahrungen in der „Schwarzwasser-Paläontologie-Fotografie“ zu erzählen.

Belemnella Lanceolata, ein Mitglied der letzten schwimmenden Tiergruppe des Mesozoikums, fotografiert vom Fotografen im Maastrichtium (Bildnachweis: gezeichnet vom Autor)

Alien Stranger: Planktonisches Leben im Paläozoikum

Die meisten populärwissenschaftlichen Bücher über Paläontologie stellen den Lesern die Körperteile erwachsener Organismen vor – sie heben ihre riesigen, mehrere Meter langen Körper hervor und zeigen ihren Panzer, der so stark und hart wie Stein ist.

Aber waren diese riesigen Urgeschöpfe auch so groß, als sie jung waren? Offensichtlich nicht.

Wie moderne Organismen durchliefen auch die ursprünglichen Meereslebewesen drei Hauptentwicklungsstadien: die Jugend-, die Fortpflanzungs- und die Endphase. Tatsächlich sehen die Jungtiere und die erwachsenen Tiere vieler urzeitlicher Lebewesen unterschiedlich aus und zeigen sogar unterschiedliche Verhaltensweisen, wodurch sie einzigartige Geschichten aus der Antike erzählen.

Einige der pelagischen Larven verbringen ihr gesamtes Leben im Meerwasser, während andere sich weiterentwickeln und im Sand siedeln oder zu Arten heranwachsen, die in den oberen Schichten des Ozeans schwimmen. Diese Larven sind die wahren Juwelen des paläontologischen Schwarzwassertauchens.

Das Blackwater-Fossil, das mich am meisten beeindruckte, war ein junger Großaugen-Pfeilschwanzkrebs (Pterygotus macrophthalmus) aus dem späten Silur.

Als ich es fand, war es nur wenige Zentimeter lang und jagte eine Conodontenlarve, die viel kleiner war als es selbst – sein Körper von wenigen Zentimetern vermittelte die unveränderliche Wahrheit, dass das Gesetz des Dschungels das Gesetz des Dschungels ist.

Ein junger Pterygotus macrophthalmus, der sich von Conodonten ernährt, aufgenommen im Obersilur (Bildquelle: vom Autor gezeichnet)

Im Vergleich zum erwachsenen, über 2 Meter langen Pterygoid-Pfeilschwanzkrebs ist die Larve des Pterygoid-Pfeilschwanzkrebses schöner. Der durchscheinende Körper reflektiert das himmelblaue Licht und die orange-gelben inneren Organe sind durch die dünne Schale deutlich sichtbar.

Die meisten Merkmale der Larven des Pterygoideus-Pfeilschwanzkrebses – Augen und Gliedmaßen, die größer sind als ihr Körper – sowie einige andere Merkmale sind auch bei den Larven des Euryptopsideus-Pfeilschwanzkrebses vorhanden.

Die Larve des Pfeilschwanzkrebses Eurypede hat ein einfaches Auge, das größer ist als das des erwachsenen Tieres. In den frühen Lebensstadien vor der Entstehung von Facettenaugen hilft das einfache Auge dem Pfeilschwanzkrebs, die Welt neugierig zu betrachten. und die Facettenaugen, die ihnen später wachsen, sind ebenfalls proportional größer als die der Erwachsenen und liegen näher an den Seiten.

Darüber hinaus verfügen sie über einen relativ großen Cephalothorax. Der mittlere Teil des Panzers steht hervor und auf der Rückseite des Panzers können sich Stacheln entwickeln, wodurch der gesamte Körper eine annähernd dreilappige Form annimmt, die den „dreilappigen Larven“ von Pfeilschwanzkrebsen ähnelt. Dies deutet auch auf eine Verwandtschaft zwischen Cheliceraten und Trilobiten hin.

Doch anders als ihre modernen Verwandten, die Pfeilschwanzkrebse, besitzen die Larven der Eurypede-Krabben nur neun Hinterleibssegmente und bei jeder Häutung wächst ein weiteres Segment hinzu. Während des Wachstums entwickelt die Larve des Pfeilschwanzkrebses Eurypede zunächst sechs Segmente im hinteren Hinterleib und vervollkommnet dann die Segmente im vorderen Hinterleib. Pfeilschwanzkrebse werden mit vollständigen Segmenten geboren.

Sie ähnelten auch Garnelen und Krabben in den heutigen Ozeanen: Sie hatten kleine Scheren (Cheliceren) und mehr Blütenblätter und größere Schwanzfächer, um ihre agile Schwimmhaltung auszugleichen.

Seine Beute, die Conodonten, waren im Ordovizium, Silur und bis zur Trias, als er ausstarb, ein wichtiger Bestandteil des Meeresplanktons. Es handelt sich um die am häufigsten vorkommenden und am weitesten verbreiteten Meerestierfossilien, die bislang bekannt sind. Zudem sind sie einer der am besten aufgelösten biologischen Stämme in der globalen marinen Biostratigraphie vom späten Kambrium bis zur späten Trias (zwischen 520 und 205 Millionen Jahren vor heute).

Der Conodont Ozarkodina mit geschlossenem Maul, aufgenommen im Ordovizium-Untertrias (Bildquelle: Zeichnung des Autors)

Der von mir fotografierte Conodont aus dem Ordovizium und der frühen Trias, Ozarkodina, ist ein sogenannter lebender „Conodontenträger“ (die genaueste Bezeichnung für diese Tiere, deren Taxonomie noch nicht vollständig geklärt ist). Es handelt sich dabei um längliche, wurmartige Lebewesen mit Conodonten auf dem Kopf.

Sie haben V-förmige Muskelsegmente, die abwechselnd auf beiden Seiten ihres Körpers angeordnet sind, ähnlich wie Lanzetten. Die Myomere anderer Wirbeltiere, darunter Neunaugen, Schleimaale und sogar die frühesten fossilen Fische, haben eine W-Form. Unter den heute lebenden Tieren besitzen nur Lanzettfische diese Myomerenform, die Muskelfasern der Conodonten ähneln jedoch denen der ausgestorbenen Kieferlosen.

Es sieht aus wie ein Fisch, ist aber nicht wie ein Fisch: Am Ende hat es eine Schwanzflosse; Auf seinem Rücken befindet sich eine stabförmige Chorda dorsalis und auf beiden Seiten seines Kopfes ein Paar großer, kugelförmiger, von Knorpel bedeckter Augen. Diese Beweise belegen, dass es sich um eine untrennbare Verwandtschaft mit Kieferlosen Fischen handelt.

Als das Foto aufgenommen wurde, starrte der Conodont mit seinen großen Augen, die orangerotes Licht reflektierten, und wedelte mit seiner Schwanzflosse, während er vorwärts schwamm. plötzlich öffnete es sein Maul weit und enthüllte einen Mund voller bernsteinfarbener Reißzähne …

Im Leben sind die Phosphatzähne von Conodontenträgern meist hell bernsteinfarben, durchscheinend und leicht weißlich. Darüber hinaus könnten Conodonten zu den Gastrostomiern gehören, im Gegensatz zu den Gnathostomiern, die Kiefertiere sind. Wie heutige Neunaugen und Schleimaale sollten sie in der Lage gewesen sein, ihr Maul zu schließen. Während dieser Fotosession hatte ich auch das Glück, das bizarre Bild einzufangen, auf dem sie ihre Münder öffnen und schließen und dabei nahtlos zwischen Niedlichkeit und Schrecken wechseln.

Die Ozarkodina öffnet ihr Maul und gibt den Blick auf die hellbernsteinfarbenen Conodonten frei – „Zähne“ aus Phosphat. Fotografiert im Ordovizium-Untertrias (Bildquelle: vom Autor gezeichnet)

Ein anderer Elf ist ein Ausreißer unter den Trilobiten, ein Mitglied der Familie Telephinidae der Ordnung Proetida.

Es handelt sich um seltene planktonische Trilobiten mit riesigen Augen, die den größten Teil des Raums auf beiden Seiten des Kopfes (freie Wangen) einnehmen und es ihnen ermöglichen, nach vorne und hinten, nach links und rechts und sogar nach oben und unten zu sehen. Sie haben außerdem einen stromlinienförmigen Körper und einen kleinen Schwanz und sind aktives, optisch dominantes Zooplankton. Da das Körpergewicht hauptsächlich auf dem Kopf lastet, können diese kleinen Kerle kopfüber schwimmen, mit dem Bauch nach oben.

Als ich es fand, flog es kopfüber im Wasser. Die langen Wangenstacheln auf beiden Seiten des Körpers erstrecken sich auf beiden Seiten bis zum Rücken und die durchsichtigen und weißen Tentakeln schwingen mit der Wasserströmung nach hinten; die riesigen Augen blitzen, der lange Schwanz erstreckt sich hinter dem Körper und die inneren Organe in der Mittelachse des Körpers reflektieren das orange-gelbe Licht durch die dünne Schale aus Kalziumkarbonat...

Als mariner Plankton-Arthropode leuchtet die Familie der Teleosteiidae hell wie Krill im verborgenen dunklen Ozean. Und es handelt sich um den Krill des Ordoviziums.

Wunderschöne schwimmende Trilobiten der Familie Telephinidae, fotografiert im Ordovizium (Bildquelle: vom Autor gezeichnet)

Das goldene Zeitalter der Vergangenheit: Blackwater-Kreaturen des Mesozoikums

Obwohl Schwarzwasserfotografie in sehr tiefen Gewässern durchgeführt wird, bedeutet dies lediglich, dass das Wasser tief ist und nicht, dass der Fotograf tief tauchen muss, um das Motiv zu finden. Denn oft wird in der Nähe der Wasseroberfläche fotografiert und das Motiv projiziert Wellen auf das Wasser, was ein weiteres Gefühl weltlicher Schönheit verleiht.

Die typischsten Lebewesen in der Nähe der Wasseroberfläche sind die planktonischen Seelilien, die im Mesozoikum blühten. Sie sind das aktivste Kapitel in der Geschichte der Seelilien. Alle modernen Crinoiden sind am Boden lebende Filtrierer, doch einige fossile Crinoiden, wie etwa Seirocrinus, Traumatocrinus und Melocrinus, sind pelagisches „Pseudoplankton“.

Warum werden sie „falsches Plankton“ genannt?

Da sie sich an Treibholz klammern, lange, seilartige Stiele und vergrößerte, ständig geöffnete Tentakeln haben, führen sie einen passiven Lebensstil der Filterung und sind beim Essen und Trinken sehr „buddhistisch“.

Andere Seelilien, die auf Treibholz leben, haben jedoch kurze und starke Arme und Ranken, was darauf hindeutet, dass sie aktive Filtrierer sind. Einige Seelilien besitzen Auftriebskörper und nutzen den Geschwindigkeitsgradienten der Grenzschicht, um selbstständig im Wasser zu schwimmen.

Die Larven von Pentacrinites briareus, einem „aktiven“ Filtrierer, der auf Treibholz im Meer lebt (Bildquelle: vom Autor gezeichnet)

Diese Larve eines roten Seeliliensterns (Pentacrinites briareus) klammert sich an ein Stück Treibholz.

Er hatte einen Durchmesser von etwa 30 cm und einen 20 cm langen Stiel; Stiel und Kelch waren dicht mit zylindrischen Locken bedeckt, die den gesamten Stiel bedeckten und dazu führen konnten, dass Wasser Nahrung ausschwemmte, was darauf hindeutet, dass sie sich zu einem aktiven Filtrierer (wie Muscheln und Seepocken) entwickelt hatten und nicht mehr zu einem passiven Filtrierer wie die modernen Seelilien.

Uintacrinus unterschied sich sogar noch stärker von modernen Seelilien – er hatte einen sehr großen, kugelförmigen Kelch, der als Schwimmsack fungierte. Der Uinta-Seelilie kann sich in einen Ballon verwandeln und über dem Meeresboden schweben, während seine langen Arme auf der Oberfläche des schlammigen Meeresbodens nach Nahrung suchen.

Ihre Oberflächen bestehen aus vielen kleinen fünf- oder sechseckigen Platten, genau wie bei den berühmten „Footballene“ – dies ist eine gute Möglichkeit, die strukturelle Festigkeit zu erhöhen.

Die Seelilien der Gattung Uintacrinus, die wie Geister in der Nähe des Meeresbodens schweben, verwandeln ihre Kelche in Auftriebssäcke, um sie halb im Wasser schwimmen zu lassen. Fotografiert in der Kreidezeit (Bildquelle: vom Autor gezeichnet)

Die erstaunliche Reise von Fischlarven und Kopffüßern in den Kreidemeeren

Während meiner Reise zum Ende der Kreidezeit hatte ich das Glück, einen jungen Bananoggmius zu fangen. Sie gehören zur Ordnung der Tselfatiformes und ihr lateinischer Name bedeutet „Bananenrückenflosse“, was bedeutet, dass sie eine hohe und ungewöhnlich geformte Rückenflosse haben.

Es handelt sich um große Fische, deren ausgewachsene Tiere etwa 1,2 bis 1,8 Meter lang sind und deren Höhe etwa ein Drittel bis die Hälfte ihrer Körperlänge beträgt. Sie haben flache Kiefer und scheibenförmige Kieferknochen und ernähren sich wahrscheinlich von Weichtieren. Sie lebten von der späten Kreidezeit bis zum Beginn des Känozoikums im Western Interior Seaway.

Der junge Bannerman-Fisch ist nicht so majestätisch wie der erwachsene Fisch, aber seine Art lässt sich auf den ersten Blick identifizieren – wie beim modernen Rotfeuerfisch sind die Flossen des jungen Bannerman-Fisches nicht leuchtend gefärbt, aber ihre relativen Proportionen sind viel größer als die des erwachsenen Fischs. Es wurde vom Licht angezogen, stand mit aufgerichteten, hoch aufragenden Rücken- und Afterflossen da und zeigte mir seine Schönheit.

Ein junger Bananoggmius mit großen Rücken- und Afterflossen aus der Oberkreidezeit (Bildnachweis: Illustration des Autors)

Ammoniten kamen in der Kreidezeit sehr häufig vor, doch Bilder von Ammoniteneiern waren selten – bisher wurden nicht viele Fossilien von Ammoniteneiern gefunden. Während des gesamten Mesozoikums verfügten die florierenden Ammoniten über eine Vielzahl von Fortpflanzungsstrategien. Dazu gehörten tintenfischähnliche Arten, die ihre Eier in Seetang und auf dem Meeresboden ablegten, sowie planktonische Eier wie die heutigen Ozeankalmare. Allerdings sind die meisten der bisher entdeckten Ammoniten-Eierfossilien in einer tintenfischartigen Anordnung angeordnet, und dieser Kossmaticeras densicostatus aus der Oberkreide dürfte da keine Ausnahme sein.

Entgegen der landläufigen Meinung sind die großen Braunalgen, die heute die Unterwasserwälder bilden, aus geologischer Sicht eigentlich recht jung – sie traten erst in der Oberkreidezeit auf und blühten im Känozoikum in großer Zahl.

Auf dieser kreidezeitlichen Braunalge (Julescraneia), die ein wenig wie Sargassum aussieht, sah ich die Gestalt einer Ammonitenmutter, die ihre Eier bewachte. Allerdings dürfte es schwierig sein, diese Eier auszubrüten. Schließlich befand man sich am Ende der Kreidezeit und der Asteroid, der gerade die Erde getroffen hatte, würde bald zu einer Versauerung der Meere führen und diese kleinen Ammoniten töten, die für ihre Entwicklung Kalzium benötigten.

Ein weibliches Kossmaticeras densicostatus legt seine Eier auf der oberkreidezeitlichen Braunalge Julescraneia ab. Fotografiert in der Oberkreide (Bildquelle: vom Autor gezeichnet)

Natürlich können die geschlüpften Ammonitenlarven in den heutigen Ozeanen noch einige Zeit überleben. Dieser junge Ammonit scheint gerade geschlüpft zu sein. Seine sehr dünne Schale erscheint im Licht durchscheinend und gibt den Blick auf die komplizierten Nähte im Inneren frei.

Und im weichen Teil seiner Schale sind die flackernden Pigmentzellen mit dem Licht von Glühwürmchen übersät, geheimnisvoll und elegant, aber diese Pracht wird nicht lange anhalten – alle Ammoniten werden bei dem durch den Asteroideneinschlag verursachten Massensterben verschwinden.

Der junge Ammonit hat eine sehr dünne Schale (weniger als 0,1 mm), die im Licht durchscheinend erscheinen kann und feine Nähte freigibt. Sie wurde in der Oberkreidezeit aufgenommen (Bildquelle: vom Autor gezeichnet).

So, das ist alles für dieses Mal. Meine paläontologische Fotoreise durch Blackwater geht zu Ende. Aber ich möchte noch etwas sagen: Der moderne Ozean ist nur ein winziger Querschnitt der geologischen Zeit, aber in vergangenen Epochen war der riesige und verborgene Ozean ein riesiger und wichtiger Teil unseres Planeten.

Einst lebten hier so viele wunderschöne Geschöpfe. Selbst wenn ich eine Kamera hätte, die durch Zeit und Raum reisen könnte, könnte ich nur ein kleines Boot im weiten Ozean einfangen.

Die moderne Meereswelt ist farbenfroh und wunderschön. Wie konnte das urzeitliche Meeresleben, als es noch kräftig schwamm, den grauen und rauen Fossilien ähneln, die heute entdeckt werden?

Auch sie sind Lebewesen aus Fleisch und Blut. Wenn wir sie damals im Ozean hätten sehen können, wären diese urzeitlichen Lebewesen genauso schön, lebhaft, intelligent und erlesen wie die heutigen Meereslebewesen.

Aus diesem Grund habe ich diesen Beruf gewählt – um durch Zeit und Raum zu reisen und diese uralten Geschöpfe zu fotografieren, die Schönheit ihres Lebens einzufangen und ihr möglichst lebensechtes Aussehen mit den elegantesten Formen und den transparentesten, durchscheinendsten Farben darzustellen.

Als ich diese Fotos machte, zeigte ich den Menschen eine Welt, die sie noch nie zuvor berührt hatten, und machte ihnen bewusst, dass das Leben in der Antike auch so großartig war.

Quellen:

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