Rhynie Chert

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Querschnitt des Stängels vonRhynia gwynne-vaughanii (Dünnschliff), Rhynie Chert

AlsRhynie Chert bezeichnet man diefossilführendenHornsteine (englischchert) aus demUnteren Devon (ca. 396 Millionen Jahre) nahe der OrtschaftRhynie in der schottischenCouncil AreaAberdeenshire. Meist wird auch die ganzeFossillagerstätte so genannt. Bekannt ist er für die frühen LandpflanzenRhynia,Aglaophyton,Horneophyton undAsteroxylon.

Inhaltsverzeichnis

Entdeckungsgeschichte

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Geschliffener Schnitt durch die Ablagerungen

1912 entdeckte der Arzt und AmateurgeologeWilliam Mackie (1856–1932) unweit des Dorfes Rhynie Bruchstücke von Hornstein, der Pflanzenstängel undRhizome enthielt. Daraufhin führte D. Tait, ein Fossilsammler, der im Dienst desBritish Geological Survey stand[1], Grabungen durch. Anhand seines Materials schriebenRobert Kidston undWilliam Henry Lang zwischen 1917 und 1925 fünfArbeiten, in denen sie die PflanzenRhynia,Aglaophyton,Horneophyton undAsteroxylon beschrieben.

Ab den 1950er Jahren beschrieb Geoffrey Lyon von derUniversität Cardiff,Wales, Versteinerungen von keimenden Sporen. Daraufhin wurden in den 60er- und 70er Jahren erneut Grabungen durchgeführt. Lyon kaufte das Gelände und übergab es 1982 demNature Conservancy Council (NCC), einer Vorgängerbehörde des heutigen Eigentümers NatureScot. In den 1920er Jahren wurden auch tierische Überreste gefunden. Dazu zähltenFeenkrebse undSpringschwänze. In den 1960er Jahren konntenFächerlungen nachgewiesen werden und damit zweifelsfrei belegt werden, dass es sich bei den gefundenenTrigonotarbida um Landtiere handelte.[2] Rund 70 Jahre lang hielt der Rhynie Chert den Rekord für die ältesten bekannten Landtiere.

Die Geologie wurde lange vernachlässigt. 1988 erkannten Rice und Trewin, dass die umgebenden Silikatgesteine reich an Gold und Arsen sind, also aus heißen Quellen stammen. In den 1990er Jahren wurde in rund 700 Meter Entfernung der ebenfalls fossilreiche Windyfield Chert entdeckt, der ein Teil des Förderkanals einesGeysirs gewesen war.

Geologie

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Unbehandelter Stein aus dem Rhynie Chert

Der Rhynie Chert und die ihn umgebenden Gesteine sind nach einerIsotopendatierung rund 396±8 Millionen Jahre alt. Nach der heutigen Korrelation von Geochronologie und Chronostratigraphie sind sie damit in dasEmsium bisEifelium[3] zu stellen. Schottland war damals Teil des KontinentsLaurasia.

Die Sedimente des Rhynie Chert wurden in einem schmalenBecken abgelagert, das durch Gesteine desDalradians und aus demOrdovizium gebildet wurde. Die Landschaft damals bestand aus Flüssen und Seen. Die Flüsse haben hierschräg geschichtete Sande hinterlassen, in anderen Bereichen wurde Schlamm abgelagert. Aufgrund einesStörungssystems gab eshydrothermale Quellen. Die Chert-haltigen Gesteine bilden heute eine nach Nordosten abtauchendeMulde.

Der Erhaltungsgrad der Fossilien ist von zwei Faktoren abhängig: vom Zersetzungsgrad zum Zeitpunkt derFossilisation und vom Grad derVerkieselung. In gut enthaltenen Exemplaren sind Häutungsreste (Exuvien) von Gliederfüßern erhalten, die Darminhalte erkennbar oder dieFächerlungen bis in die feinsten Strukturen erhalten. Durch die hydrothermalen Quellen erfolgte bei Rhynie eine rasche und weitreichende Verkieselung des pflanzlichen und tierischen Materials.

Fossilien

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Rekonstruktion vonRhynia gwynne-vaughanii

Am bekanntesten sind wohl die pflanzlichen Fossilien. Vielfach sind sie so gut erhalten, dass die Zellstrukturen untersucht werden können. Neben frühenGefäßpflanzen finden sichAlgen,Pilze sowie die ältesten fossil bekanntenFlechten.

Sieben der vorkommenden Pflanzen waren echte Landpflanzen mitCuticula,Stomata, Interzellularräumen, Gefäßsträngen mitLignin sowieSporangien. Fünf davon waren echte Gefäßpflanzen mitTracheiden.

Aglaophyton war noch keine echte Gefäßpflanze, ihr fehlten die Tracheiden.Nothia aphylla hatte ebenfalls keine Tracheiden und wuchs auf sandigen Böden und auf Pflanzenstreu.Asteroxylon mackiei war ein Vertreter der Bärlapppflanzen.Horneophyton lignieri,Rhynia gwynne-vaughanii,Trichopherophyton teuchansii undVentarura lyonii waren echte Gefäßpflanzen, die aus einem kriechendenRhizom gabelig verzweigte, blattlose Triebe bildeten. DieNematophyten sind eine wenig bekannte, ausgestorbene Pflanzengruppe, die möglicherweise halbaquatisch lebte. Im Rhynie Chert fanden sich auchCyanobakterien, dieStromatolithen bildeten. Etliche einzellige und fädige Grünalgen derChlorophyta sind zu finden, wie auch denArmleuchteralgen ähnliche Vertreter wiePalaeonitella.

Es wurden auch etliche Pilze aus dem Rhynie Chert beschrieben. Darunter befinden sich die ältesten gut erhaltenen Exemplare endotropherMykorrhizen. MitWinfrenatia reticulata beherbergt der Rhynie Chert auch die älteste bekannte Flechte.Paleopyrenomycites devonicus, einSchlauchpilz mitperithecischenFruchtkörpern, lebte parasitisch im Gewebe vonAsteroxylon und wurde seinerseits wieder von anderen Pilzen parasitiert.[4]

DieKrebse sind mitLepidocaris vertreten, stark segmentierte Tiere mit elf Paaren von blattförmigen Beinen. Sie hatten lange verzweigte Antennen und lebten aquatisch in Tümpeln.

AnCheliceraten gab esTrigonotarbiden, Spinnentiere ohne Gift- und Spinnendrüsen und mit segmentiertem Hinterleib. Sie sind im Rhynie Chert häufig zu finden und waren landlebend. DieMilben des Rhynie Chert sind die ältesten bekannten Vertreter dieser Gruppe. Die fünf bekannten Arten gehören zur rezenten Familie derPachygnathidae.Rhyniella ist ein Vertreter derCollembolen-FamilieIsotomidae, zu der auch die Gletscherflöhe gehören.

Heterocrania rhyniensis ist ein Vertreter der nur fossil bekannten ArthropodengruppeEuthycarcinoidea, die sowohl Merkmale der Krebstiere als auch der Insekten aufweisen.

DieHundertfüßer sind mitCrussolum vertreten, einem kleinen Jäger, sowie mitLeverhulmia mariae, bei dem der Darminhalt erhalten war. Die Art war Sedimentfresser und ernährte sich von Pflanzenresten.

Paläoökologie

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Der Rhynie Chert ist das erste bekannte und noch immer das besterforschteterrestrischeÖkosystem. Die Annahme mancher Autoren, es handle sich bei diesen Ablagerungen heißer Quellen um eine hochspezialisierte Flora und Fauna, wurde inzwischen durch Funde von anderen Orten widerlegt. Die Pflanzen bildeten einen kurzen Rasen von unter 20 Zentimeter Höhe, in dem die ersten Landtiere lebten.

Löcher in Pflanzenresten weisen darauf hin, dass es damals Tiere, möglicherweise Milben, gab, die sich von Pflanzensäften ernährten. Die meisten bekannten Tiere sind jedoch aufgrund ihrer Mundwerkzeuge als Räuber einzustufen. Es gibt einigeSedimentfresser, eindeutige Pflanzenfresser fehlen. Das Pflanzenmaterial wurde vonBakterien und Pilzen im Boden zersetzt, bevor es von den Sedimentfressern aufgenommen wurde. Pflanzenfresser, die Pflanzenmaterial mit Hilfe von symbiontischen Bakterien und Pilzen im Darm verdauen können, sind erst seit dem spätenKarbon bekannt.

Andere frühe Landökosysteme

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In den 1970er Jahren wurden weitere ähnlich alte Lebensgemeinschaften entdeckt. BeiAlken an der Mosel wurden Bärlapppflanzen, Rhyniophyta, Trigonotarbiden und Arthropleuriden entdeckt zusammen mitaquatischen Tieren. BeiGilboa (New York) wurden 380 Millionen Jahre alte Pflanzen und Tiere entdeckt. Die Landpflanzen und Brackwassertiere vonLudford Lane (Shropshire, Großbritannien) stammen aus dem spätenSilur und sind mit rund 415 Millionen Jahren die derzeit ältesten bekannten Landpflanzen.

Belege

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  • Paul Selden, John Nudds:Fenster zur Evolution. Berühmte Fossilfundstellen der Welt. Elsevier Spektrum Akademischer Verlag, München 2007, S. 47–50.ISBN 978-3-8274-1771-8

Einzelnachweise

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  1. History of Research at Rhynie - University of Aberdeen
  2. Selden et al. 2007, S. 49
  3. Die chronostratigraphischen AltersangabenPragium bis frühesEmsium für den Rhynie Chert, die noch in den verschiedensten Arbeiten angegeben werden, beruhen auf einer veralteten Korrelation von Geochronologie und Chronostratigraphie (Pragium ≈ 396 bis 390, Emsium ≈ 390 bis 386).
  4. T.N. Taylor:Perithecial ascomycetes from the 400 million year old Rhynie chert: an example of ancestral polymorphism. Mycologia, Band 97(1), 2005, S. 269–285.

Weblinks

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57.336666666667-2.8413888888889Koordinaten:57° 20′ 12″ N,2° 50′ 29″ W

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