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Rätselhafte Ediacara-Fauna

Rätselhafte Ediacara-Fauna

13.03.2016 um 15:25
In diesem Thread soll es um die ersten größeren, makroskopischen Fossilien gehen, um die sog. Ediacarafauna.

Diese Lebewesen lebten, wie der Name schon sagt, im Ediacarium vor ca. 600 Millionen Jahren, also noch vor dem Kambrium.

Das Merkwürdige ist, dass die damals fossilierten Lebenwesen so rein gar nichts mit den heute bekannten Lebewesen zu tun haben, auch nicht mit denen, die man aus dem anschließenden Kambrium kennt. Die kambrischen Formen kann man meist ziemlich gut mit heutigen, rezenten Lebewesen in Verbindung bringen. Um so exotischer und rätselhafter erscheinen deshalb die aus dem Ediacarium.

Ein paar Beispiele:

- Dickinsonia
800px DickinsoniaCostata

- Charnia
charnia species bw by avancna-d1ofu5e

- Spriggina
Spriggina Floundensi 4

Gemeinsam scheint allen diesen Lebensformen zu sein, dass sie

- nur Weichteile besaßen
- mit heute (und auch im Kambrium) existierenden Tieren kaum Ähnlichkeiten aufweisen
- keine offensichtlichen Körperöffnungen haben (also auch keinen Mund zum Fressen)
- selbst niemals Bissspuren zeigen
- und bei genauerer Betrachtung nicht achsensymmetrisch sind (die Segmente sind vielmehr gegeneinander leicht versetzt). Achsensymmetrie ist aber ein wesentliches Merkmal aller Bilateria, also der allermeisten heute lebenden Tiere (deshalb ähnelt Charnia eben nur sehr oberflächlich den heutigen Seefedern, Spriggina nur den ersten Blick den späteren Trilobiten und Gliederfüßern).


Was also waren das für Lebewesen?? Es gibt eine ganze Reihe von Hypothesen:

- trotz aller Seltsamkeiten zumindest zum Teil unmittelbare Vorfahren heutiger Tiere
- ausgestorbene Tierarten, die sich aufgrund fehlenden Skeletts gegen die im Kambrium "erfundenen" wehrhaften Tiere nicht verteidigen konnten
- Pflanzen
- Pilze
- Flechten
- große, gekammerte Einzeller, sog. Vendobionten nach Dolf Seilacher: Wikipedia: Vendobionten
- Vorfahren der Foraminiferen (heute noch existierende Einzeller), z.B. Xenophyophoren: Wikipedia: Xenophyophoren. Allerdings muss man bedenken, dass Foraminiferen ein Skelett haben, was die Ediacara-Lebewesen eben gerade nicht aufwiesen.
- Verwandte vom heutigen primitiven Mehrzeller Trichoplax adhaerens, einer Lebensform, die über seine Oberfläche Biomatten abweidet: Wikipedia: Trichoplax_adhaerens
- Verwandte der vor 30 Jahren vor Australien entdeckten und erst 2014 publizierten Lebensform Dendrogramma, Wikipedia: Dendrogramma. Dendrogrammae sind an sich schon eine absolute Sensation, weil diese Tierarten mit nichts Bekanntem verwandt zu sein scheinen, sie bilden wohl eine eigene Familie.



Also, was haltet ihr von diesen Tierchen??? (wenn es überhaupt Tiere waren...)


(erste Quelle natürlich Wikipedia: Ediacara-Fauna)


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15.03.2016 um 06:53
Hallo @Menedemos

interessanter Beitrag, schade das sich noch niemand geäußert hat.
Ich finde gerade die Charnia könnten eine Vorläuferform der Araukarien/Kolbengewächse sein.

Allerdings wird es sehr schwierig, wenn gar unmöglich sein,
ausgestorbene oder veränderte Stammbäume heutigen Arten zuzuschreiben.


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15.03.2016 um 09:15
h1000 schrieb:interessanter Beitrag, schade das sich noch niemand geäußert hat.
Danke! Ja, schade, ist ein bisschen speziell, aber vielleicht stoßen ja noch Leute drauf, die sich schon einmal damit beschäftigt haben oder Interesse dafür bekommen.

Zu den Araukarien besteht oberflächlich eine gewisse Ähnlichkeit, aber ich hätte vielleicht dazuschreiben sollen, dass die ganze Ediacara-Fauna auf dem Meeresgrund gelebt hat und nicht an Land. Das Land war damals noch wüst und leer.


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15.03.2016 um 12:37
@Menedemos

Ich weiß jetzt nicht so genau, worüber man hier diskutieren könnte. Es gibt ja bis auf die Abdrücke keine Anhaltspunkte, anhand derer man entscheiden könnte, ob es sich um Mehrzeller, Einzeller, Tiere, Pflanzen oder noch etwas ganz anderes handeln könnte. Bereits der Begriff Ediacara-Fauna legt die Zuordnung auf Tiere fest, aber ob das zutreffend ist, kann man als Laie wohl schlecht entscheiden.

Aber trotzdem Danke für den schönen Eröffnungsbeitrag. Er war sehr schön geschrieben und interessant zu lesen.


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15.03.2016 um 15:29
Ich kann mich noch gut daran erinnern, wie mein Paläo-Prof immer mit leuchtenden Augen vom "Garten von Ediacara" gesprochen hat :) Das würde ja eher für eine Art Ediacara-Flora sprechen. Allerdings habe ich mich seit dem nie wieder mit Fossilien beschäftigt und kann mich beim besten Willen nicht daran erinnern, was damals in der Vorlesung genau besprochen wurde.
Ich denke auch, dass eine Diskussion über die Entwicklung der Ediacara-Lebewesen recht schwer wird, da wir hier (wahrscheinlich) alle Laien auf dem Gebiet sind. Interessant ist es aber trotzdem!

@Menedemos
Weißt du vielleicht was über die Methodik? Gibt es als Anhaltspunkt wirklich nur die Abdrücke oder hat man evtl. auch Biomarker gefunden? Ich wüsste jetzt nicht, wie man nur anhand eines Abdrucks auf ein Ein- bzw. Mehrzelliges Lebewesen schließen könnte.


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16.03.2016 um 00:45
@brunhildeb
brunhildeb schrieb:Gibt es als Anhaltspunkt wirklich nur die Abdrücke oder hat man evtl. auch Biomarker gefunden?
Meines (bescheidenen) Wissens nach hat man leider keine Biomarker gefunden. Soweit ich weiß, gibt es einige Spurenfossilien, deren Charakter allerdings umstritten ist. Aktiv bewegt scheinen sich die Lebewesen eher nicht zu haben.
Monasteriker schrieb:Ich weiß jetzt nicht so genau, worüber man hier diskutieren könnte.
Tja, ich ehrlich gesagt auch nicht, aber vielleicht ergibt sich ja was.

Wie wäre es damit: Man könnte z.B. mal die Frage diskutieren, welchen "Zweck" diese Viecher hatten, wovon sie lebten.

Zunächst erscheint es naheliegend, dass sie miteinander verwandt waren, denn die merkwürdige Symmetrie, die keine perfekte Achsensymmetrie war, und das typisch gesteppte Aussehen, das oft mit einer gesteppten Luftmatratze verglichen wird, ist allen gemein. Auch, dass sie offenbar kein "Innenleben" hatten.

Bei Dickinsonia gehen die meisten Vermutungen dahin, dass sie Nährstoffe über ihre Oberfläche aufgenommen haben, dass sie Biofilme abgeweidet und zunächst außerhalb des Organismus verdaut haben, ähnlich wie das Trichoplax adhaerens heute noch tut:

300px Trichoplax mic

Das erscheint zunächst einleuchtend. Biofilme dürfte es damals häufiger gegeben haben, da es in dieser primitiven Umwelt noch keine Pflanzen gab, die baumhoch andere überragt haben und den mikroskopischen Algen das Licht weggenommen haben. Und die Unterteilung in Innen und Außen war damals auch nicht unbedingt notwendig, da der Zweck der Außenseite heutzutage zu einem Großteil darin besteht, dass Lebewesen sich gegen Fressfeinde schützen müssen (durch einen Panzer oder zumindest eine robuste Außenhaut). Damals gab es noch keine Fressfeinde, deshalb konnte sozusagen der "Darm" auch außen liegen.

Aber zu Trichoplax gibt es auch gewaltige Unterschiede, die mich an einer näheren Verwandtschaft zweifeln lassen. Trichoplax ist, wie man auf dem Foto sieht, von Haus aus unförmig und unstrukturiert, ganz anders als Dickinsonia. Außerdem ist es sehr klein (ca. 3mm), Dickinsonia hatte oft Durchmesser von über einen Meter. Zudem ist Trichoplax sehr dünn, das war Dickinsonia zwar auch, aber das wohl nahe verwandte Lebewesen Yorgia war verhältnismäßig dicklich:

220px Yorgia.svg

Aber selbst wenn Dickinsonia Biofilme abweidete, ist mir noch unklar, wovon Charnia oder Spriggina lebten.


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16.03.2016 um 10:40
@Menedemos
Hm... schade. Ich werd mal gucken, ob ich was dazu finde. Das interessiert mich jetzt :D

Ja, dass sie sich nicht aktiv bewegt haben, ist mir auch noch in Erinnerung. Es war wohl so, dass sie am Meeresboden sitzend mit der Strömung hin und her bewegt wurden. Zumindest einige Taxa. Im Wiki-Artikel steht, dass sich eine Dickinsonia-Form (Yorgia) tatsächlich aktiv bewegt haben soll. Das konnte man anhand der Spurenfossilien rekonstruieren. Eine Kimberello-Form besaß anscheinend sogar so etwas wie eine Raspelzunge, wie sie noch heute bei rezenten Molluscen vorkommt.
Wikipedia: Ediacara-Fauna#Kimberellomorpha
Menedemos schrieb:Aber selbst wenn Dickinsonia Biofilme abweidete, ist mir noch unklar, wovon Charnia oder Spriggina lebten.
Neben dem filtern des Wassers kommt noch eine Symbiose mit Photosynthese betreibenden Organismen in Frage, meine ich (im Wiki-Artikel über Trichoplax adhaerens stand was dazu, glaub ich). Wie bei einigen Korallen heute, würde das aber einen Lebensraum in realtiv flachen Gewässern vorraussetzen. Die Untergrenze der (eu)photische Zone liegt heute etwa bei 100 - 200 m Wassertiefe. Wie es damals mit gänzlich anderen Umweltbedingungen ausgesehen hat, weiß ich nicht.

Welchen Zweck diese Lebensformen nun hatten, lässt sich schwer sagen. Aus dem Bauch heraus würde ich vermuten, dass sie schon einen Anteil an der erfolgreichen Entwicklung der kambrischen Fauna hatten, da die Ediacara-Biota, flappsig ausgedrückt, einfache Beute war.
Allerdings ist das Aussterben der Ediacara-Biota auch noch nicht abschließend geklärt. Es gibt Vermutungen darüber, dass sich das Habitat änderte und es ein allmähliches Aussterben gegeben hat. Andere vermuten ein plötzliches Aussterben, das Raum für die kambrische Fauna schuf. Am wahrscheinlichsten ist wohl eine Mischung aus verändertem Habitat bzw. Konkurrenz um Nahrung und das Gefressenwerden durch die neu auftretenden Taxa.
Wikipedia: Ediacara-Fauna#Das_Ende_der_Ediacara-Fauna
Menedemos schrieb:Aber zu Trichoplax gibt es auch gewaltige Unterschiede, die mich an einer näheren Verwandtschaft zweifeln lassen.
Allein aufgrund der Morphologie würde ich eine Verwandtschaft jetzt nicht unbedingt ausschließen, zumal ja die Systematik von T. adhaerens noch nicht wirklich geklärt ist.
Weil zwischen Vertretern von Trichoplax adhaerens oft große genetische Unterschiede bestehen, die bei anderen Organismengruppen zu einer Einteilung in unterschiedliche Gattungen führen würden, ist derzeit unklar, ob die nach morphologischen Kriterien einzige Art nicht tatsächlich einer Gruppe kryptischer, also äußerlich nicht unterscheidbarer Arten entspricht.
Wikipedia: Trichoplax_adhaerens#Systematik


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16.03.2016 um 14:35
Menedemos schrieb:Man könnte z.B. mal die Frage diskutieren, welchen "Zweck" diese Viecher hatten, wovon sie lebten.
Der Zweck des Lebens ist, am Leben zu bleiben - Generationenwechsel gehört dazu.

Lebensgrundlagen? Sonnenlicht, Bakterien, andere Kleintiere, die es damals vielleicht auch schon gab - wie auch immer. Man kann sich da was aussuchen.

Art der Nahrungsaufnahme? Vielleicht Diffusion durch diverse Membranausstülpungen oder nach Art der heutigen Korallen kleine Tentakeln, oder Filtersysteme nach Art der heutigen Schwämme - wer weiß ...


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16.03.2016 um 14:47
Menedemos schrieb:- ausgestorbene Tierarten, die sich aufgrund fehlenden Skeletts gegen die im Kambrium "erfundenen" wehrhaften Tiere nicht verteidigen konnten
Eine solche Hypothese ist gewagt. Immerhin gibt es auch heute genügen nicht wehrhafte Tiere, die dennoch nicht aussterben.

Aber im Grunde ist das ein spannendes Thema.


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16.03.2016 um 18:54
brunhildeb schrieb:Eine Kimberello-Form besaß anscheinend sogar so etwas wie eine Raspelzunge, wie sie noch heute bei rezenten Molluscen vorkommt.
Kimberella würde ich aber auch nicht als typisch "Ediacara" einstufen, auch in der Wissenschaft besteht ja anscheinend ein vorsichtiger Konsens, dass Kimberella ein echtes frühes Zweiseitentier ist. Das ist auch nicht verwunderlich, denn nach der molekularen Uhr müssten die Vorläufer der heutigen Tierstämme bereits mindestens im Ediacarium existiert haben. Warum man sie dann kaum findet? Also entweder geht die molekulare Uhr doch sehr ungenau, oder aber (wahrscheinlicher) sie waren damals noch mikroskopisch klein oder sie lebten in Habitaten, die nicht fossiliert sind. Mit Ausnahme vielleicht eben von Kimberella.
brunhildeb schrieb:Die Untergrenze der (eu)photische Zone liegt heute etwa bei 100 - 200 m Wassertiefe.
Man geht jedenfalls davon aus, dass die Ediacara-Wesen auch im Flachwasser lebten, von daher könnte das mit der Photosynthese schon möglich sein.
brunhildeb schrieb:Allein aufgrund der Morphologie würde ich eine Verwandtschaft jetzt nicht unbedingt ausschließen, zumal ja die Systematik von T. adhaerens noch nicht wirklich geklärt ist.
Naja, ausschließen kann man eine Verwandtschaft natürlich nicht. Aber ins Auge springend ist sie auch nicht gerade.
kleinundgrün schrieb:Eine solche Hypothese ist gewagt. Immerhin gibt es auch heute genügen nicht wehrhafte Tiere, die dennoch nicht aussterben.
Das stimmt natürlich. Aber die meisten haben dafür wohl andere Verteidigungs- oder Tarnsysteme entwickelt.



Leider kenne ich mich mit Fossilierung überhaupt nicht aus. Kann es z.B. sein, dass man von diesen Lebewesen immer nur die Oberseite zu sehen bekommt? Mich würde einmal interessieren, wie z.B. Dickinsonia von unten aussieht. Kann man das nicht herausfinden? Oder hat man es herausgefunden und beide Seiten sehen einfach identisch aus?


Und welche Vorteile hat eigentlich ein Mehrzeller gegenüber einem großen Einzeller? Vielleicht könnte man ja über solche Überlegungen etwas herausfinden?


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16.03.2016 um 21:16
@Menedemos
Menedemos schrieb:Und welche Vorteile hat eigentlich ein Mehrzeller gegenüber einem großen Einzeller?
Große Einzeller haben den Nachteil, dass sie alle Aufgaben zum Lebenserhalt innerhalb ein und desselben Zellkörpers erfüllen müssen. Je größer die Zelle ist, um so uneffektiver ist der Stofftransport, weil die Signalketten über Konzentrationsgleichgewichte schlicht zu lang werden.

Das Genom im Zellkern steht in Wechselwirkung mit dem Zytoplasma. Und wenn über Signalketten die Synthese von bestimmten Proteinen ausgelöst werden muss, deren Wirkungsort in der Peripherie der Zelle ist, dauert es irgendwann zu lange, vom Konzentrationsgefälle in der Peripherie bis zum Anfluten der neu synthetisierten Proteine aus der Umgebung des Zellkerns, so dass die Störungstoleranz letal beeinträchtigt wird.

Bei einem Mehrzeller sind die einzelnen Zellen kleiner und damit störungstoleranter. Weiterhin besteht die Möglichkeit der Zelldifferenzierung. Das heißt, nicht mehr das komplette Genom wird benötigt, sondern nur noch einige wenige Abschnitte. Der Rest wird über Repressor-Proteine abgeschaltet. Das erhöht die Effizienz des Stoffwechsels und bewirkt zudem die Ausprägung spezialisierter Funktionen, die die Fitness des Gesamtorganismus erhöhen.

Die Kommunikation zwischen den Zellen erfolgt dann über bestimmte Hormone, die in den Empfängerzellen bestimmte Signalketten auslösen, welche dann zur Zelldifferenzierung bzw. zu bestimmten Reizantworten auf Umgebungsreize führen, so dass der Organismus flexibler auf Umweltreize reagieren kann.


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17.03.2016 um 00:20
@Monasteriker
Vielen Dank für die profunden und sehr informativen Ausführungen! :)


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18.03.2016 um 08:34
Welchen evolutionären Vorteil hatte wohl diese Art und oder warum hat Sie sich nicht durchgesetzt?


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18.03.2016 um 08:59
@Menedemos
Menedemos schrieb:Aber die meisten haben dafür wohl andere Verteidigungs- oder Tarnsysteme entwickelt
Aufgrund von besser entwickelten Angriffsmechanismen der anderen.

Solange man die Angreifer nicht detailiert kennt, zB wissen wie gut sie sehen konnten, kann man schwerlich was über evtl doch vorhandene Abwehrmechanismen sagen.


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22.09.2018 um 10:35
Hierzu gibt es Neuigkeiten. Wissenschaftler konnten alte Fettreste aus den Fossilien sicherstellen, nämlich Cholesterine. Diese sind typisch TIERISCH. Die Wesen waren also keine Pflanzen, keine Pilze, keine Flechten, sondern Tiere. Und anscheinend waren sie auch keine gigantischen Einzeller, da ein Abgleich mit rezenten Protisten auch keine Ähnlichkeiten aufgewiesen hat. Auch heutige tierische Einzeller haben anscheinend keine solche Cholesterinsignatur.

Quellen:

http://science.sciencemag.org/content/361/6408/1246

http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/dickinsonia-fossil-eines-der-aeltesten-tiere-der-welt-identifiziert-a-1229138.h...

https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de/558-millionen-jahre-alt-lipide-identifizieren-mit-dickinsonia-aelteste-tierart2...


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26.09.2018 um 13:27
Hier noch ein Bericht aus der FAZ:
http://www.faz.net/aktuell/wissen/frueheste-makrofossilen-als-tiere-sind-identifiziert-15801263.html

Ich finde es bemerkenswert, dass in Fossilien, die über eine halbe Milliarde Jahre alt sind diese Moleküle noch nachgewiesen werden können, hätte ich nicht erwartet.
Laut dem Artikel gibt es aber auch Zweifler, sehr interessant zu lesen.

Nachdem ich durch Zufall auf diesen Thread gestoßen bin, muss ich sagen, dass das ein wirklich ein faszinierendes Thema ist. Obwohl ich mich für die Thematik interessiere, ist die Ediacara-Fauna bisher an mir vorbeigegangen (oder ich habe vergessen, dass ich darüber gelesen habe.).

Daher: Danke @Menedemos für das Erstellen!

Liebe Grüße
Ilyana


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27.09.2018 um 09:20
@Ilyana
Danke für den interessanten Beitrag bzw. Link. Dann hoffen wir mal, daß auch zu den anderen Ediacaras entsprechende Funde gemacht werden.


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29.09.2018 um 08:21
Ilyana schrieb:Laut dem Artikel gibt es aber auch Zweifler, sehr interessant zu lesen.
Erst einmal danke für den zusätzlichen Artikel!

Und ja, ich bin auch noch nicht restlos überzeugt. Pflanzen und Pilze sind wohl jetzt ausgeschlossen (sofern sauber gearbeitet worden ist, wovon ich mal ausgehe). Aber könnten es nicht doch große tierische Einzeller gewesen sein? Nur weil es solche heute nicht mehr gibt, heißt es ja nicht, dass es solche Wesen nicht vor 550 Millionen Jahren gab...
cpt_void schrieb:Danke für den interessanten Beitrag bzw. Link. Dann hoffen wir mal, daß auch zu den anderen Ediacaras entsprechende Funde gemacht werden.
Ich denke schon, dass man die Ergebnisse auch auf die meisten anderen Spezies übertragen kann. Denn fast alle hatten gewisse gleichartige Charakteristika, z.B. die abgesteppten Segmente, die merkwürdigerweise nicht achsensymmetrisch waren, sondern jeweils leicht versetzt zueinander. Da sehe ich schon eine gewisse Verwandtschaft untereinander.


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29.09.2018 um 08:44
@Menedemos
Nur weil es so ähnlich aussieht, muß es nicht dasselbe sein. Dasselbe ist nicht das gleiche 😉
Es besteht ja die Möglichkeit, daß unter den anderen Ediacaras auch Flora zu finden ist. Ohne einen Fund von organischen Überresten läßt sich das halt nicht explizit festlegen, man kann nur deduzieren.
Interessant wäre ja, ob die Ediacaras eine Parallentwicklung „from scratch“ waren oder nur ein ausgestorbener Seitenzweig. Im ersten Fall hätte es ja dann zweimal die Yentstehung von Leben auf der Erde gegeben, was die Wahrscheinlichkeit für weiteres Leben im Universum erhöhen würde.


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29.09.2018 um 09:17
cpt_void schrieb:Nur weil es so ähnlich aussieht, muß es nicht dasselbe sein.
Muss nicht, aber wahrscheinlicher macht es das schon. Zumindest als Arbeitshypothese sinnvoll. Aber natürlich muss noch weiter geforscht werden.
cpt_void schrieb:Im ersten Fall hätte es ja dann zweimal die Yentstehung von Leben auf der Erde gegeben,
Gar so weit würde ich jetzt nicht zurückgehen, dafür gibt es keinerlei Indizien. Die neuesten Erkenntnisse sprechen auch eher dagegen. Interessant ist die Idee aber dennoch.


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