Obwohl wir das Massensterben infolge des Chicxulub-Einschlags mit dem Aussterben der Dinosaurier in Verbindung bringen, lieferten nun vor allem fossile Fische und Insekten Hinweise auf die Saison, zu der das Ereignis stattfand.
Bild: Florida Atlantic University/Getty Images

Es war ein wahrlich katastrophales Ereignis, das vor 66 Millionen Jahren die Erde für immer veränderte: Der Einschlag eines Asteroiden mit etwa zwölf Kilometern Durchmesser sorgte diversen Forschungsarbeiten zufolge für riesige Tsunamis und Erdbeben und schleuderte immense Gesteins- und Staubmengen in die Luft, die nicht nur im Chicxulub-Einschlagkrater in Mexiko, sondern weltweit nachweisbar sind.

Die glühenden Erdmassen verursachten Großbrände, durch Staub und Ruß verdunkelte sich die Atmosphäre für rund eineinhalb Jahre und brachte nicht nur eine extrem abkühlende Erdoberfläche mit sich, sondern hinderte Pflanzen auch daran, Fotosynthese zu betreiben. Dies alles hatte das drittgrößte Artensterben in der Erdgeschichte zur Folge. Etwa drei Viertel der Tiere und Pflanzen an Land und im Wasser starben aus. Betroffen waren unter anderem zahlreiche Saurierspezies, obwohl Forschende noch diskutieren, inwiefern sich die große Biodiversität der Tiergruppe bereits früher aufgrund von evolutionären Stressfaktoren zurückentwickelte.

Die zahlreichen Hinweise, die bisher zur Chicxulub-Katastrophe gesammelt wurden, werden nun um einen weiteren interessanten Aspekt ergänzt: Ein Forschungsteam aus den USA und aus Großbritannien will die Jahreszeit eingegrenzt haben, in der es zum verheerenden Einschlag kam. Im Fachjournal "Scientific Reports" berichten Erstautor Robert DePalma von der Florida Atlantic University und sein Team von der zeitlichen Eingrenzung des Events, das auch der facettenreichen Evolution der Säugetiere den Weg ebnete.

Saison-orientierte Lebensphasen

Weshalb ist die genaue Zeit, zu der der Asteroid einschlug, überhaupt relevant? "Die Jahreszeit spielt eine wichtige Rolle für viele biologische Funktionen, etwa Fortpflanzung, Ernährungsstrategien, Wirt-Parasit-Interaktionen, saisonale Ruhezeiten und Vermehrungsmuster", sagt der Paläontologe und Geologe DePalma. Daher ist der Zeitpunkt einer globalen Gefahr bedeutsam, weil abhängig davon Leben und Überleben stärker oder weniger stark beeinflusst werden.

Neue Informationen gewann das Forschungsteam von einer Fundstelle im US-Bundesstaat North Dakota, die einen äußerst detaillierten Einblick in die verheerenden Vorgänge liefert. Durch Datierungen, die Analyse von Erdschichten, Funde bestimmter Arten und Pflanzenpollen entstand ein Forschungspuzzle, das auch den beteiligten Forscher Anton Oleinik beeindruckte: "Es ist einfach erstaunlich, dass mehrere unabhängige Beweisketten so deutlich darauf hinweisen, in welcher Saison vor 66 Millionen Jahren der Asteroid auf dem Planeten einschlug."

Barcode der Fische

Zu einer dieser Beweisketten gehörte eine Art Barcode, den das Team aus fossilen Fischgräten gewann. Auf ihnen sind Wachstumslinien zu erkennen – vergleichbar mit Baumringen und Knochenlinien bei anderen Tieren. Während die Fische im Frühling und Sommer mehr fressen können und stärker wachsen, bildet sich eine dunklere Knochenschicht. Bei geringerem Nahrungsangebot, wie es im Herbst und Winter auftritt, entsteht im Kontrast dazu ein helles Band.

Das Stadium, in dem sich verschiedene Insekten und Fischarten zum Zeitpunkt des Einschlags befanden, deutet darauf hin, dass der Asteroid im Frühling oder Sommer die Erde erreichte.
Bild: DePalma et al., Scientific Reports 2021

Daraus lässt sich ableiten: Die Jungfische verstarben alle in ihrer Wachstumsphase, die sich auf den späten Frühling und die erste Hälfte des Sommers einschränken lässt. Darauf deutet auch der Vergleich der Größe dieser Fische und ihrer Laichzeiten mit modernen Fischpopulationen hin.

Aufschlussreiche Eintagsfliegen

Dabei lieferten nicht nur Fische aus der Familie der Störe wichtige Informationen, sondern auch Insekten, deren Larven sich von Blättern ernähren. Ihre Fraßspuren tauchten auf etwa 40 Prozent der Blätter auf, die zum Zeitpunkt des Einschlags frisch waren. Hilfreich war zudem der Fund von Eintagsfliegen im erwachsenen (adulten) Stadium. Die Tiere lassen ihr Larvenstadium üblicherweise im Frühjahr und im Sommer hinter sich, danach sterben sie innerhalb von Stunden oder Tagen – auch ohne Asteroideneinschlag. Ihr Vorkommen in einer Schicht, die sich bei der Katastrophe neu ablagerte, weist aber entsprechend auf diese Jahreszeiten hin.

Der Impakt fiel also in eine Zeit, in der bei vielen Tieren Fortpflanzung, Wachstum und Stadienwandel im Zentrum standen. Dies spricht für das Forschungsteam dafür, dass der Einschlag besonders verheerende Folgen mit sich brachte, die sich über die schwierigen folgenden Monate fortsetzten: "Das Massensterben von Jungtieren wäre besonders für solche Spezies desaströs, die viele Jahre brauchten, um das Brutalter zu erreichen – oder solche, die sich nur unter idealen Bedingungen fortpflanzten."

Asymmetrische Muster

Die Katastrophe und ihre Langzeitfolgen seien gerade in Ökosystemen verheerend, die sich im Laufe von Jahreszeiten natürlicherweise stark verändern, etwa in Sachen Sonnenlicht und Temperatur. "Daher ist es plausibel, dass dieses Phänomen ein asymmetrisches Muster des Aussterbens begünstigte", schreibt das Forschungsteam. In der nördlichen und südlichen Hemisphäre dürften Arten an verschiedenen Orten unterschiedlich stark betroffen gewesen sein.

Aus dem Blick zurück auf dieses Aussterbeereignis lassen sich aber auch für Gegenwart und Zukunft Schlüsse ziehen, heißt es – und zwar für das Abmildern der gegenwärtigen Biodiversitätskrise. Einer in diesem Jahr veröffentlichten Forschungsarbeit zufolge verheißen die derzeitigen Trends nichts Gutes: Bestimmte Süßwasserarten beispielsweise sind aktuell bereits stärker betroffen als beim Chicxulub-Einschlag vor 66 Millionen Jahren. (sic, 12.12.2021)