Alte Erwärmungsphasen könnten die Vorherrschaft der Blütenpflanzen erklären
Zwei der wärmsten Zeiträume der vergangenen 140 Millionen Jahre könnten eine wichtige Rolle bei der Umgestaltung des Lebens an Land gespielt haben, so eine von der University of Melbourne beschriebene Studie. Die Untersuchung zeigt, wie große Klimaveränderungen mit Aussterbeereignissen und einer raschen Diversifizierung unter den Landpflanzen zusammenfielen, darunter auch die Blütenpflanzen, die heute viele terrestrische Ökosysteme dominieren.
Die in Nature Plants veröffentlichte Arbeit konzentriert sich auf die mittlere Kreidezeit und das frühe Känozoikum – Perioden außergewöhnlicher globaler Wärme. Forschende aus Australien und Österreich argumentieren, dass diese Zeiträume für die Evolution der Pflanzen von zentraler Bedeutung waren, nicht nur für Blütenpflanzen, sondern auch für die anderen großen Gruppen der Landpflanzen.
Diese Frage ist wichtig, weil Pflanzen terrestrische Ökosysteme tragen. Sie fangen Energie aus dem Sonnenlicht ein und unterstützen die Tiere, Pilze und Bakterien, die von ihnen abhängen. Blütenpflanzen werden von den Forschenden insbesondere als produktivste und vielfältigste Gruppe der Landpflanzen beschrieben, mit weltweit rund 400.000 Arten.
Ein Problem der Fossilüberlieferung
Blütenpflanzen begannen in der mittleren Kreidezeit, vor etwa 100 Millionen Jahren, ältere Gruppen zu verdrängen, als Dinosaurier noch weit verbreitet waren. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler halten das Klima seit Langem für einen möglichen Antrieb dieses Übergangs, doch ein eindeutiger Zusammenhang ließ sich nur schwer nachweisen.
Ein zentrales Hindernis ist, dass die Fossilüberlieferung ungleichmäßig ist. Die Zahl der verfügbaren Fossilien unterscheidet sich zwischen Zeitabschnitten und Regionen erheblich. Daher können einfache Artenzählungen ein verzerrtes Bild der Vielfalt im Laufe der Zeit erzeugen. Ein fossilreicher Zeitraum kann teilweise deshalb vielfältiger erscheinen, weil mehr Material erhalten geblieben oder gefunden worden ist.
Um dieses Problem zu lösen, stellte das Team Daten zu mehr als 60.000 einzelnen Fossilfunden zusammen und konzentrierte sich auf Pollen und Sporen. Diese mikroskopisch kleinen Überreste können Hinweise auf Pflanzengemeinschaften über lange geologische Zeiträume bewahren. Anschließend wendeten die Forschenden Methoden an, die den Einfluss wesentlicher Verzerrungen in der Fossilüberlieferung verringern sollen, und erstellten überarbeitete Schätzungen der Pflanzendiversität.
Warme Welten, Aussterben und Expansion
Die daraus hervorgegangene Analyse verknüpft die warmen Perioden der mittleren Kreidezeit und des frühen Känozoikums mit großräumigen Veränderungen der Pflanzendiversität. Den Forschenden zufolge waren diese Klimabedingungen sowohl mit Massenaussterben als auch mit Phasen rascher Diversifizierung verbunden.
Es handelt sich nicht um eine einfache Geschichte, in der Wärme automatisch mehr Arten hervorbringt. Aussterben und Expansion traten über lange evolutionäre Zeiträume hinweg gemeinsam auf, während sich verändernde Bedingungen bestehende Gemeinschaften störten und anderen Chancen eröffneten. Die Studie legt vielmehr nahe, dass das Klima eine starke Kraft bei der Neuordnung der ökologischen Bedingungen sein kann, unter denen Pflanzengruppen konkurrieren, sich ausbreiten und diversifizieren.
Für Blütenpflanzen könnte diese Neuordnung besonders folgenreich gewesen sein. Ihr heutiger Erfolg hängt mit weitreichenden Beziehungen zu Tieren, Pilzen und Bakterien zusammen. Verschiedene Arten können sich auf Bestäubung, Samenverbreitung, Zersetzung und Nahrungsbeziehungen spezialisieren und so die ökologischen Grundlagen für eine sehr große Zahl von Arten schaffen.
Warum Blütenpflanzen so einflussreich wurden
Die Erklärung der Forschenden stellt das Klima neben Biologie und Ökologie, um den Aufstieg der Blütenpflanzen zu erklären. Nachdem sich die Blütenpflanzen ausgebreitet hatten, konnten ihre Wechselwirkungen mit anderen Organismen eine weitere Spezialisierung fördern. Diese Beziehungen trugen wiederum dazu bei, sie zum Zentrum der meisten terrestrischen Ökosysteme zu machen.
Blütenpflanzen sind außerdem wichtige Akteure im terrestrischen Kohlenstoffkreislauf, weil sie Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen. Zu verstehen, wie sich ihre Vielfalt in früheren warmen Klimaten veränderte, hat daher Bedeutung über die Geschichte der Vegetation hinaus. Es hilft dabei, die langfristige Beziehung zwischen Klima, Biodiversität und den Systemen zu verstehen, die das Leben an Land tragen.
Die Studie stellt die alten Warmzeiten nicht als direkte Analogien zur heutigen Umweltveränderung dar. Die untersuchten Zeiträume erstreckten sich über geologische Zeitskalen und umfassten ökologische Bedingungen, die sich von denen der modernen Welt unterschieden. Die Fossilüberlieferung liefert jedoch Hinweise darauf, dass Klimaveränderungen mit tiefgreifenden und dauerhaften Veränderungen in der Zusammensetzung der Pflanzenwelt verbunden sein können.
Die Evolutionszeitleiste überarbeiten
Durch die Korrektur der ungleichmäßigen Beprobung fossiler Daten will die Forschung ein verlässlicheres Bild davon liefern, wann die Vielfalt zunahm und abnahm. Dieser methodische Schritt ist wichtig, weil die Interpretation der Evolutionsgeschichte davon abhängt, biologische Signale von den Zufälligkeiten der Erhaltung und Entdeckung zu trennen.
Die übergeordnete Schlussfolgerung lautet, dass der Aufstieg der Blütenpflanzen nicht losgelöst von den Bedingungen des Planeten erfolgte. Extreme Wärmeperioden scheinen den Hintergrund für ihre Ausbreitung gebildet zu haben, während sie zugleich Verluste und Erneuerungen unter den Pflanzengruppen vorantrieben. Die Arbeit bietet eine klimazentrierte Erklärung für einen Übergang, der zur Gestaltung moderner terrestrischer Ökosysteme beitrug.
Die nächste Herausforderung besteht für die Forschenden darin, genauer zu bestimmen, wie einzelne Regionen, Pflanzenlinien und ökologische Wechselwirkungen auf diese alten Klimaveränderungen reagierten. Vorläufig fügt die Studie der These, dass die wärmsten Zeiträume der Erde die Voraussetzungen für die heutige Pflanzenwelt schufen, einen umfangreichen Fossildatensatz hinzu.
Dieser Artikel basiert auf einer Berichterstattung von Phys.org. Den Originalartikel lesen.
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