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Name: Lukas Schöppner, 2018-04

 

Was ist Paläontologie?

Unter der Paläontologie ist die Wissenschaft von den Lebewesen der vergangenen Erdzeitalter. Charakteristisch für diese Forschung ist das Untersuchen von Fossilien (fossilis, lat. für ausgraben), das heißt in Sedmentingestein vorkommende Überlebensreste von Lebewesen, welche älter als 10000 Jahre alt sind.
Die Paläontologie ist notwendig, um Beweise für die Evolutionstheorie zu finden. Mithilfe von Paläontologische Funden lassen sich Vergleiche zwischen verstorbenen und lebenden Individuen / Lebewesen erstellen. Durch diese Vergleiche lassen sich Hypothesen aufstellen als auch Verknüpfungen erstellen, die Stammesgeschichten wie z.B. des Menschen nachweisen

Den Grundbegriff Paläontologie führte 1825 der französische Zoologe und Anatom Henri de Blainville ein. Dieser Begriff war eine Ersetzung für die älteren Ausdrucksweisen wie Oryktologie (griech. für „ausgegraben“) und Petrefaktenkunde ( lat. für „versteinert“).
Ernst Haeckel war einer der ersten Paläontologen, die die Evolutionstheorie von Charles Darwin vertrat. Einer seiner Konkurrenten war der deutscher Pathologe und Anthropologe Rudolf Virchow, der Haeckel als „ Affenprofessor “ bezeichnet haben soll.   

Teilgebiete der Paläontologie

Die Paläontologie kann aufgegliedert werden in:

1. Die Paläozoologie

Die Paläozoologie ist die Naturwissenschaft, die sich mit der Erforschung fossiler Tiere widmet. Sie fokussiert sich überwiegend auf Fossilien von ausgestorbenen Tierarten.
Die Paläozoologie umfasst:

    •  die Paläontologie der Invertebrata (Wirbellosen), ein Teilgebiet ist die Paläoentomologie, die Lehre von fossilen Insekten. Das nebenstehende Bild zeigt einen Fund aus Johannesburg aus dem Jahre 2013, welches einen Skorpion darstellt.

    • die Wirbeltierpaläontologie, die ebenfalls nochmals in die Paläoichthyologie (Paläontologie der Fische), Paläoherpetologie (Paläontologie der Amphibien), Paläornithologie (Paläontologie der Vögel) und die Paläomammalogie (Paläontologie der Säugetiere) unterteilen lässt.
Das nebenstehende Bild stellt zwei paarende Schildkrötenfossile dar, die im Jahre 2012 bei Darmstadt entdeckt und ausgegraben wurden (Paläoherpetologie).

2. Die Paläobotanik

Die Paläobotanik beschäftigt sich mit dem Erforschen von fossilen Pflanzen. Dieses Fachgebiet beinhaltet ebenfalls noch die Palynologie, die Lehre von den fossilen Pollen und Sporen.    


3. Die Palichnologie

Ein weiteres Teilgebiet der Paläontologie ist die Palichnologie, welche sich mit den fossilen Lebensspuren der Vergangenheit beschäftigt.
Spurenfossile werden auch als Ichnofossilien oder Ichnia bezeichnet. Zu Spurenfossilen gehören z.B. Trittsiegel wie auch Fährten.  
Das zu erkennende Bild stellt den Trittsiegel eines Chirotherium dar, welcher 1834 entdeckt wurde.

Fossilien

Fossilien sind, im Gegensatz zu Lebewesen, in Gestein konservierte Leichenreste von unterschiedlichem Alter. Über die Jahrzehnte kann sich die Erhaltung der in Gestein vorkommenden Überlebensreste verändern. Fossilien helfen ebenfalls bei der Entstehung von phylogenetischen Systematiken. Dies bedeutet, dass sie das Forschen, woraus die Organismen sich entwickelt haben.

 

Lebende Fossilien

Lebende Fossilien sind Arten oder Artgruppen, welche sich über einen längeren Zeitraum kaum verändert haben. Der Grund für die minimale Veränderung ist eine Konstanz  ihrer jeweiligen ökologischen Nische, nicht vorhanden Konkurrenz als auch Fressfeinde sowie Isolation. Meistens waren sie weit verbreitet und besiedelten neue Gebiete oder  sind  „ausgestorben “ und wurden wiederentdeckt  (Lazarus-Effekt).
Der Begriff „lebendes Fossil “ wurde von Charles Darwin eingeführt, jedoch nennt man sie auch Dauerformen  oder  Dauertypen.
Als Beispiel wäre die Gruppe der Quastenflosser zu erwähnen, die sich in einem Zeitraum von 400 Mio. Jahren wenig verändert haben.

Merkmale  lebender Fossilien:

    1. Lebewesen sind Angehörige einer alten Tier-/Pflanzenspezies
    2. Isolation von den rezenten ( in der heutigen Zeit lebend oder vor kurzer Zeit ausgestorbenen) Arten
    3. Räumlich beschränkte Verbreitung
    4. Minimale Veränderung des Aussehens in Laufe der  Evolution
    5. Aufzeigen altertümlicher  Merkmale


Brückentiere / Mosaikformen

Als Brückentiere bezeichnet man  Organismen, welche Merkmale von  verschiedenen  Tiergruppen aufweisen, die ältere und jüngere biologische Gruppen in sich vereinen (Aufzeigen zweier Taxen). Mosaikformen werden auch als  Zwischenformen oder Übergangsformen bezeichnet.
In der Evolution sind sie eine entscheidende  Form für die Belegung von Verwandtschaften und Zusammenhänge verschiedener Tierarten.

Ein Beispiel wäre der Archaeopteryx . Dieser besitzt Reptilienmerkmale der  theropoden Dinosauriern (wie lange Schwanzwirbelsäule und  einen bezahnten Kiefer ) als auch Vogelmerkmale (wie der Besitz der Federn und das in Gabelbein verschmolzene Schlüsselbein).

Ein eindrucksvolleres Beispiel stellt das Schnabeltier (Platypus) dar. Dieser weist Reptilienmerkmale (wie der Bau des Unterkiefers, gemeinsamer Ausgang von Enddarm und Geschlechtsapparats, legt Eier)und Säugetiermerkmale (wie das Vorhandensein der  Milchdrüsen, Gehörknöchel sind  im Schädel fixiert) .  Es besitzt einen entenähnlichen Hornschnabel sowie Schwimmhäute und einen Ruderschwanz.

Methoden der Paläontologie:

  1. Geologische Kartierung:
    Bei der Geologischen Kartierung wird ein spezielles Gebiet anhand der dort entdeckten Funde charakterisiert. Die Funde werden nicht nur charakterisiert, sondern auch sedimentologisch analysiert. Dies bedeutet, ob die Sedimentgesteine im Meer oder in einem See gebildet wurden. Diese Methode ist überflüssig, falls man über das Alter, die Materialart (damit befasst sich die Lithologie )oder die stratigraphische Einordnung der Sedimentgesteine weiß. 

  2. Präparation und Aufbereitung
    Noch an der Fundstelle werden die Fossilien mit alkohollöslichen Chemikalien für die spätere Präparation fixiert. Die Untersuchung im Labor wird überwiegend mit einem Skalpell  unter einer Lupe oder eines Stereomikroskop  durchgeführt. Mithilfe von Röntgenstrahlen lassen sich versteckte Fossile in Gesteine lokalisieren. So lassen sich Schäden vermeiden.

  3. Paläontologische Grabungen
    Eibe strukturierte Grabung erfolgt von Erdschicht zu Erdschicht. Dabei fängt man bei der Hangenden (beginnend mit der oben aufliegenden jüngsten Schicht) und arbeitet sich zur  Liegenden (Richtung der darunter liegenden älteren Schicht).

  4. Dokumentation und Klassifikation
    Für weitere Analysen werden die Fossilien in verschiedenen Darstellungen, wie die zeichnerische oder graphische Darstellung, untersucht. Durch diese Darstellungen ist es möglich die Fossilien zu beschreiben und zu interpretieren als auch in die Biosystematik einzuordnen.

  5. Rekonstruktion
    Unter der Berücksichtigung von Exemplaren verwandter Gruppen ist es möglich, den Skelett- oder Organzusammenhang  bei  Lebewesen zu rekonstruieren. Die Lebensweise des fossilen Lebewesens  kann somit analysiert werden. Es ist sogar möglich, den Todesvorgang eines Tieres zu rekonstruieren.

Paläontologische Altersbestimmung

In der Paläontologie gibt es mehrere Methoden, Altersbestimmungen von Fossilen durchzuführen. Einer der bekanntesten Methode ist die C-14-Methode oder auch Radiokarbonmethode genannt. Diese Methode gehört zur Radiometrische Altersbestimmung. Weitere Methoden dieser Altersbestimmung sind Kalium-Argon-Methode, Rubidium-Strontium-Methode und die Blei-Methode.
Aufgrund des ständigen Beschusses von Stickstoff in der Atmosphäre mit Neutronen der Höhenstrahlung entsteht durch Kernumwandlung das Radionuklid C-14, ein  Isotop des Kohlenstoffs. Der Anteil am radioaktiven C-14 in der Atmosphäre weitgehend konstant, da dieser Prozess schon Jahrtausende vor sich geht.
Pflanzen nehmen bei der Assimilation das radioaktive C-14 als auch das nichtradioaktive C-12 im Kohlenstoff auf. Man sollte jedoch bedenken, dass der C-14 Anteil etwa 1,2·10-10 % beträgt, während der C-12 Anteil mit  etwa 98,9% überwiegt. Der restliche Anteil besteht aus C-13 Atomen. Da sich Lebewesen auch von Pflanzen ernähren, gelang so das C-14 in deren Körper. Stirbt ein Lebewesen oder eine Pflanze, so kann kein radioaktives C-14 mehr aufgenommen werden. C-14 hat eine Halbwertszeit von 5728 Jahren. Die anderen Kohlenstoffisotope werden nicht abgebaut. Betrachtet man nun einen abgestorbenen Organismus, so kann man aus dem Verhältnis der C-14 und der C-12 Atome das Alter des Organismus bestimmen. Der zeitliche Anwendungsbereich liegt zwischen 300 und etwa 60.000 Jahren.

Eine weitere Methode zur Altersbestimmung ist die Stratigrafische Altersbestimmung. Bei dieser Methode ist nicht nur der Fundort wichtig, sondern auch die Lage des Fundes innerhalb der Gesteinsschichten von Bedeutung. Das Alter der Fossilien entspricht dem Alter der Gesteinsschichten.
Diese Methode gibt nur eine relative Zeitangabe an. Mithilfe der Radiometrischen Altersbestimmung kann man ein genaueres  Alter des Gesteins und  des Fossilien bestimmen.


 

Bilder bei Wikipedia zum Thema "Paläontologie":

https://de.wikipedia.org/wiki/Ernst_Haeckel#/media/File:Ernst_Haeckel_2.jpg

https://de.wikipedia.org/wiki/Palichnologie#/media/File:Cheirotherium_single_

https://de.wikipedia.org/wiki/Lebendes_Fossil#/media/File:Coelacanth.png

https://de.wikipedia.org/wiki/Archaeopteryx#/media/File:Archaeopteryx_lithographica_paris.JPG

https://de.wikipedia.org/wiki/Schnabeltier#/media/File:Platypus.jpg

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