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Moderne Schäden an Süsswasser-Ökosystemen – hier der Volvi-See in Nordgriechenland – bringen Arten schneller zum Verschwinden als der Asteroideneinschlag vor 66 Millionen Jahren.

Beeinträchtigungen der Süsswasser-Ökosysteme wie hier beim Volvi-See in Griechenland verursachen einen schnelleren Artenschwund als der Asteroideneinschlag, der das letzte grosse Massensterben auslöste. Bild: NHM Wien

Artenschwund: Die Menschheit ist schlimmer als der Asteroid, der die Dinos auslöschte



Wir Menschen verändern den Planeten. Unser Einfluss – sei er beabsichtigt oder nicht – wirkt sich mittlerweile auf eine Vielzahl von biologischen oder klimatischen Prozessen aus; man denke etwa an die anthropogene Klimaerwärmung. Die globalen Auswirkungen sind derart tiefgreifend, dass manche Wissenschaftler bereits von einer neuen, vom Menschen geprägten Epoche der Erdgeschichte sprechen – dem sogenannten Anthropozän.

Eine der verheerendsten Auswirkungen dieser menschlichen Einflussnahme liegt im sich rasant beschleunigenden Artenschwund. Seit seiner Ausbreitung über nahezu die gesamte Welt ist der Homo sapiens ein Faktor, der das Aussterben von Spezies auf diesem Planeten zunehmend mit beeinflusst. So ist das Verschwinden der eiszeitlichen Megafauna in der sogenannten quartären Aussterbewelle ohne menschliches Zutun kaum erklärbar. Damals starben weltweit – ausser in Afrika und Südasien – praktisch sämtliche Tierarten mit über 1000 Kilogramm Gewicht aus, etwa das Wollhaarmammut oder das Wollnashorn.

Wollhaarmammut

Die eiszeitliche Megafauna – etwa das Wollhaarmammut – starb in Eurasien und Amerika nahezu vollständig aus. Bild: news.uchicago.edu

Das auffällige Verschwinden der Grosstierfauna dürfte mit der Bejagung durch Menschen zu tun haben. Später, mit dem Aufkommen des Ackerbaus vor frühestens 12'000 Jahren, begann auch die allmähliche Zurückdrängung des Lebensraums für ungezählte Tier- und Pflanzenarten, die das Artensterben massiv verschlimmerte. Heute sind von sehr grob geschätzten 8,7 Millionen Spezies auf der Erde bis zu einer Million vom Aussterben bedroht. Die stetige Abnahme der Biodiversität ist mithin eine Krise, die zu den grössten Herausforderungen der Menschheit gehört.

Alarmierend hohe Aussterberate

Dies zeigt auch eine aktuelle Studie eines internationalen Forschungsteams, die im Fachmagazin «Communications Earth & Environment» erschienen ist. Die Studie befasst sich mit dem modernen Verfall der Süsswasser-Ökosysteme. Diese beherbergen eine hohe Vielfalt an Arten – obwohl sie nur etwa ein Prozent der Erdoberfläche einnehmen, tummelt sich dort rund ein Zehntel des globalen Artenreichtums. Das Forschungsteam um Thomas Neubauer und Thomas Wilke von der Universität Giessen diagnostiziert diesen wichtigen Ökosystemen eine alarmierend hohe Aussterberate. Sie liegt laut den Wissenschaftlern sogar höher als nach dem Meteoriteneinschlag vor 66 Millionen Jahren, der das Ende der Dinosaurier besiegelte.

Zu diesem in der Tat alarmierenden Befund kamen die Forscher, indem sie Daten von tausenden lebenden und fossilen Süsswasser-Schneckenarten in Europa aus den vergangenen 200 Millionen Jahren sammelten und auswerteten. Damit gewannen sie Erkenntnisse über Verlust und Neu-Entstehung von Arten sowie die Dauer der Erholungsphasen nach massiven Aussterbevorgängen.

Süsswasserschnecke (Anentome helena)

Süsswasserschnecke der Art Anentome helena. Der prognostizierte Artenverlust dieser Weichtiere ist um drei Grössenordnungen höher als beim letzten Massenaussterben vor 66 Millionen Jahren. Bild: Shutterstock

Der Artenverlust unter den Süsswasserschnecken nach dem Meteoriten-Einschlag an der sogenannten Kreide-Paläogen-Grenze vor 66 Millionen Jahren war dramatisch – er war stärker als bisher vermutet und hätte beinahe das Ende dieser artenreichen Gruppe von Lebewesen bedeutet. Das Forschungsteam hält jedoch die von ihm prognostizierte Aussterbewelle für noch «wesentlich erschreckender»: Die vorhergesagte Aussterberate bei den Süsswasserschnecken sei um drei Grössenordnungen höher als bei der Aussterbewelle vor 66 Millionen Jahren.

Schneller Verlust – lange Erholungszeit

Ein Drittel der heute lebenden Arten werde im Jahr 2120 wahrscheinlich bereits verschwunden sein, warnen die Forscher. «Das Tempo, mit dem wir heute Arten verlieren, ist beispiellos und wurde in der Vergangenheit noch nicht einmal bei grössten Aussterbungskrisen erreicht», stellt Neubauer in einer Mitteilung des an der Studie beteiligten Naturhistorischen Museums in Wien fest.

Nach dem katastrophalen Artensterben an der Kreide-Paläogen-Grenze benötigten die geschädigten Ökosysteme beinahe fünf Millionen Jahre, um sich einigermassen zu erholen. Das Gleichgewicht zwischen Entstehen und Verschwinden von Arten sei sogar erst nach zwölf Millionen Jahren wieder erreicht worden, betonen die Wissenschaftler. Mathias Harzhauser vom Naturhistorischen Museum Wien sagte dazu:

«Wir denken in geologisch gesehen lächerlich kurzen Zeitspannen und dabei wird unser Handeln noch für Millionen von Jahren das Leben auf der Erde beeinflussen – selbst wenn es dann schon längst keine Menschen mehr geben wird.»

Der Mensch zerstört die Tierwelt

Video: srf/Roberto Krone

Die grossen Massensterben der Erdgeschichte

Die besorgniserregenden Ergebnisse der Studie zeigen, dass sich die heutige, von Menschen verursachte Aussterbewelle – sollte sie nicht gebremst werden – zu einem der katastrophalen Massenaussterben entwickeln wird, die das Leben auf der Erde an den Rand der Vernichtung gebracht haben. Bereits fünfmal in der Erdgeschichte sind jeweils mehr als 70 Prozent aller zu diesem Zeitpunkt existierenden Arten plötzlich verschwunden.

Aussterbequoten im Verlauf der letzten 542 Millionen Jahre. Dargestellt ist der prozentuale Schwund an Gattungen meeresbewohnender, fossil gut erhaltungsfähiger Organismen an den Grenzen der geologischen Zeitabschnitte. Die stärksten Ausschläge markieren jene Ereignisse, die gemeinhin als Massenaussterben gelten.
https://de.wikipedia.org/wiki/Massenaussterben#/media/Datei:Extinction_intensity.svg

Aussterbequoten im Verlauf der letzten 542 Millionen Jahre. Die Säulen zeigen den prozentualen Schwund an Gattungen meeresbewohnender Organismen an den Grenzen der geologischen Zeitabschnitte. Grafik: Wikimedia

Vor 66 Millionen Jahren

Das bisher letzte Massenaussterben – sehr wahrscheinlich eben durch den Einschlag des Chicxulub-Meteoriten verursacht – ist das bekannteste, da es die Ära der Dinosaurier beendete. Sie starben bis auf die kleinen Theropoden aus, von denen die Vögel abstammen. Die globale Katastrophe betraf aber bei weitem nicht nur die Dinosaurier: Mindestens drei Viertel aller Tier- und Pflanzenarten starben innerhalb weniger tausend Jahre nach dem Einschlag aus.

Asteroid Einschlag (Symbolbild)

Der Chicxulub-Meteorit traf etwa dort auf die Erde, wo sich heute die mexikanische Halbinsel Yucatán befindet. Bild: Shutterstock

Der Artenschwund ereignete sich damals – in erdgeschichtlichem Massstab – in kürzester Zeit. Der Einschlag des etwa 15 Kilometer grossen Meteoriten verursachte gigantische Tsunamis und verheerende Brände weltweit. Danach verdunkelten Russ- und Staubpartikel den Himmel über Jahre hinweg, was zu einem Temperatursturz führte. Ganze Ökosysteme verschwanden, andere wurden radikal verändert und erlebten einen dramatischen Artenrückgang.

Vor 201 Millionen Jahren

An der Trias-Jura-Grenze vor rund 200 Millionen Jahren zerbrach der Superkontinent Pangaea, was zu riesigen Grabenbrüchen und Magmaausflüssen führte. Enorme Mengen von Kohlendioxid, Schwefel und Methan wurden dabei freigesetzt – die Folgen waren eine intensive globale Erwärmung und die Versauerung der Ozeane.

Etwa 70 Prozent aller Spezies verschwanden, darunter die meisten Arten der Archosauria, fast alle grossen Amphibien, einige Vorläufer der Säugetiere und zahllose marine Arten. Der Niedergang der Archosauria ebnete den Dinosauriern den Weg, die in der Folge die frei gewordenen ökologischen Nischen besetzen konnten. Die Folgen der damaligen vulkanischen Aktivitäten ähneln übrigens gemäss einer italienischen Studie beunruhigend den atmosphärischen Änderungen, die wir im Zuge der Klimaerwärmung feststellen.

Vor 252 Millionen Jahren

Diese Katastrophe, die sich an der Grenze zwischen Perm und Trias ereignete, war die bisher schlimmste, die das Leben auf der Erde bedrohte. 95 Prozent aller marinen und rund 75 Prozent aller landlebenden Spezies verschwanden, darunter zum ersten Mal auch zahlreiche Insektenarten.

Ursache war die vulkanische Aktivität im heutigen Sibirien, die den Sibirischen Trapp bildete. Dabei kam es zu gigantischen Freisetzungen von Schwefeldioxid, Methan, Kohlenstoffdioxid und grossen Mengen Schwefelwasserstoff, was zu einer massiven Klimaerwärmung führte und die Ozonschicht schwinden liess. Die Folge der Hitzeperioden war ein starker Vegetationsrückgang, der wiederum zum Absinken des Sauerstoffgehalts in der Atmosphäre auf die Hälfte führte. Fatal für die marinen Lebewesen wurde die Versauerung der Ozeane.

Vor 377 Millionen Jahren

Beim Kellwasser-Ereignis im Devon kam es zu einem Wechsel von mehreren ausgeprägten Warm- und Kaltphasen, die sich im Ansteigen und Absinken des Meeresspiegels zeigten. Ein massiver Temperaturrückgang zerstörte die Korallenriffe, auf denen sich das Leben mehrheitlich konzentrierte. Möglich ist auch, dass die Ausbreitung der Landpflanzen zu dieser Zeit zum Massenaussterben führte, da dies zu einem vermehrten Transport von Nährstoffen ins Meer und dadurch zu einer Algenausbreitung führte. Dies entzog den marinen Lebewesen den Sauerstoff.

Dieser Artenschwund traf vornehmlich die Lebewesen in den flachen tropischen Meeren: Fische, Korallen und das Phytoplankton. Die Trilobiten, die das erste Massensterben überlebt hatten und zu diesem Zeitpunkt die vielfältigste Gattung der bisherigen Erdgeschichte darstellten, verschwanden nun – zusammen mit 75 Prozent aller übrigen Spezies.

Vor 444 Millionen Jahren

Dieses erste, heute noch rekonstruierbare Massenaussterben fand am Übergang vom Ordovizium zum Silur statt. 86 Prozent aller Arten verschwanden während einer Zeitspanne von rund einer Million Jahren, darunter fast alle Armfüsser. Muscheln, Stachelhäuter und Trilobiten überlebten mit reduzierter Artenvielfalt.

Ozeanische Lebensgemeinschaft im Ordovizium, Diorama im National Museum of Natural History. 
Von Fritz Geller-Grimm - Eigenes Werk, CC BY-SA 2.5, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1428371

Darstellung mariner Lebensformen im Ordovizium. Bild: Wikimedia/Fritz Geller-Grimm

Vor dem grossen Sterben kam es zu einem Abfall der CO2-Konzentration in der Atmosphäre. Als der südliche Superkontinent Gondwana über den Südpol driftete, kam es zu einer starken Vereisung, was den Meeresspiegel drastisch fallen liess. Dadurch verschwanden die für die Artenvielfalt wichtigen Flachmeere entlang der Kontinentalsockel und zudem riss die Verbindung zwischen verschiedenen Lebensräumen ab.

Die grosse Sauerstoff-Katastrophe

Zu den grossen Krisen des Lebens auf der Erde könnte man auch die sogenannte grosse Sauerstoffkatastrophe zählen, die sich an der Archaikum-Proterozoikum-Grenze ereignete, als die Erde erst halb so alt war wie heute. Sie wird jedoch in der Regel nicht zusammen mit den «Grossen Fünf» der Massenaussterben erwähnt, vielleicht weil es zu dieser Zeit noch keine mehrzelligen Lebewesen gab.

Sämtliche Organismen benötigten damals für ihren Stoffwechsel keinen Sauerstoff; sie waren anaerob. Einige unter ihnen entwickelten jedoch eine neue Form der Photosynthese, bei der als Abfallprodukt Sauerstoff entsteht. Sauerstoff war für die anaeroben Organismen tödlich, wurde aber durch Oxidation, etwa von gelöstem Eisen, fast vollständig gebunden. Erst nachdem diese Stoffe weitgehend oxidiert waren, begann sich freier Sauerstoff in der Atmosphäre anzureichern – und dies in geologischen Massstäben sehr schnell. Der toxische Sauerstoff löschte den Grossteil der anaeroben Lebewesen aus. Nur wenige konnten sich an die veränderte Umwelt anpassen und überlebten. Die grosse Sauerstoffkatastrophe dürfte daher das grösste Massensterben überhaupt gewesen sein. Es ebnete jedoch der Entstehung von mehrzelligen aeroben Organismen den Weg.

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