artensterben

Koevolution der Lebenssysteme
Ziel der Evolution ist die Erhaltung der Art 'um jeden Preis' innerhalb der Formenvielfalt
eines Biotops. Der Begriff Koevolution steht für einen evolutionären Prozess der
wechselseitigen Anpassung interagierender, synchron entstandener Arten, der sich
über sehr lange Zeiträume der Stammesgeschichte (Phylogenese) der Organismen
erstrecken kann.
Koevolution bezieht sich im Allgemeinen nicht nur auf ein 'duales System' im Sinne von
Pflanze/Tier, Jäger/Beute, Wirt/Parasit, sondern auf mehrere involvierte Arten. Zwei
bzw. mehrere Arten können wechselseitig einen Selektionsdruck aufeinander ausüben
(s.u.).
Weltweite Ausgrabungen haben gezeigt, dass im Bereich von Skeletten Pflanzen
fressender Saurier Skelette von Raubsauriern zu finden sind. Das ist ein Hinweis auf
den 'Ausgleich in der Häufigkeit der Arten'.
Sehr eng miteinander verbundene Formen sind u.a. der Grosse Panda (Ailuropoda
melanoleuca) und Bambus, der Beutelbär Koala (Phascolarctos cinereus) und
Eukalyptus.
Eukalyptusbäume gedeihen offenbar in subtropischen Zonen Nord- und Mittelamerikas sowie
Südeuropas besser als in Australien. In jenen Gebieten sind ursprünglich allerdings andere
Myrtaceae heimisch. Vor Millionen von Jahren war in Australien der Waldboden wahrscheinlich
speziell für den Eukalyptus geeignet.
'Fleisch fressende' Pflanzen, z.B. Der Sonnentau (Drosera) und die Kannenpflanze
(Nepenthes), gedeihen auf stickstoffarmen Böden und ergänzen ihren Bedarf an
Stickstoff aus den Proteinen eingefangener Insekten oder Spinnen. In stickstoffreichem
Milieu kultiviert, können die Pflanzen auf das Einfangen von Kleinlebewesen verzichten.
Das Grosse Barrier-Riff vor der Ostküste Australiens gilt das Paradebeispiel einer
Lebensgemeinschaft mit zahlreichen Organismen. Für den Bau der Korallenbank sind die
winzigen Polypen verantwortlich, die Algen als Symbionten einschliessen. Über 400
Korallenspezies (davon 80 'Weichkorallen' u.a. Hydrozoen), 1500 Schwammarten, 5000 Arten
von Mollusken, 800 Stachelhäuter, 1500 Fischarten (darunter viele mit speziell geformtem
Kieferapparat zum Abtrennen von Korallen*), viele Seetange; über 200 Vogelarten. Erhebliche
Schwankungen des Wasserstands im Wechsel der Gezeiten, Wellenschlag und Temperatur
machen das Riff zu einem empfindlichen Ökosystem.
*z.B. Papageifische (Scaridae)
Bestimmte Formen gemäss ihrem Bauplan altertümlich erscheinender Lebewesen sind
erst in einer relativ späten Periode der Erdgeschichte entstanden. So ist anzunehmen,
dass manche Hydrozoenarten sich erst entwickelt haben, als Fische als Beutetiere
vorhanden waren. Medusen sind jedoch fossil aus dem Präkambrium überliefert.
Die Koevolution findet ihren Ausdruck in Koadaptationen, die 'normalerweise' bei allen
beteiligten Arten auftreten. Bei Insekten und Amphibien müssen sich Larve und Imago
bzw. Adultus häufig einem gänzlich andersartigen Biotop anpassen.
Für die Adaptation aller an einer Lebensgemeinschaft beteiligten Spezies ist das
feedback mit der Umwelt, d.h. mit den abiotischen Faktoren, von entscheidender
Bedeutung. Wenn am natürlichen Standort kein Licht, oder nur ein schwaches Licht
wahrgenommen werden muss (Höhlenbewohner), werden die Lichtsinnesorgane
rückgebildet.
Einflüsse der Umwelt auf die Evolution einer Art äussern sich, wie die der Arten
untereinander, durch Selektionsdruck, mit Antworten auf Reaktionsnormen, d.h. eine
Gen kann für mögliche Reaktionen aktiviert werden.
Selektionsdruck kann also durch biotische wie abiotische Faktoren ausgelöst werden.
Für das Entstehen neuer Tierspezies sind primär Veränderungen von Genen,
sekundär hormonelle Wirkungen verantwortlich.
Metamorphosen verlaufen, zumindest bei höher organisierten Tieren, hormongesteuert
(Steuerung des Gesamtsystems über eine Instanz des Zentralnervensystems (ZNS),
vermittelt durch Neurohormone): u.a. Juvenilhormon bei Insekten-, Thyroxin bei
Amphibienlarven.
Sukzessive Änderungen im Evolutionsgeschehen sind u.a. 1.) Gestaltung des
Pferdefusses, d.h. die Rückbildung zu einer Laufzehe im Sinne einer Orthogenese 2.)
die Ausbildung des Vogelflügels.
Flügelähnliche Strukturen mancher Saurier hatten möglicherweise eine Fächerfunktion
(Vertreiben von Insekten, Bedecken der Gelege), wären unter diesem Aspekt also nicht nutzlos
angelegt worden und keine Strukturen im 'Wartestand'. Parallel zur Bildung von Flügeln
befanden sich bei den Vorläufern des Archaeopteryx schon Hohlknochen.
Die Entwicklung der Greifhand der Primaten erfolgte parallel zur Strukturierung des
Gehirns.
Die Beute des Säbelzahntigers (Smilodon fatalis) waren vermutlich kleinere
'Dickhäuter' und Riesenfaultiere, zu deren Töten die riesigen Eckzähne im Oberkiefer
nötig waren. Mit dem Aussterben von Grosssäugern zum Beginn des Holozäns in
Nordamerika vor ca. 12'000 Jahren, starb auch Smilodon aus.
Die Schwanzkelle des Bibers (Castor fiber) hat sich in Anpassung an ein adäquates Biotop
entwickelt, möglicherweise im Sinne einer Präadaptation. Eine fortschreitende Entwicklung des
Schwanzes im Sinne einer Orthogenese ist jedoch unwahrscheinlich. Ein in China
ausgegrabenes 164 Mio Jahre altes Fossil (Castorcauda lutrasimilis) aus dem Jura zeigt eine
Schwanzkelle. Es könnte sich dabei, wie der wissenschaftliche 'Zweitname' andeutet, nicht um
einen Nager, sondern um eine dem Fischotter (Lutra lutra) nahe stehende Marderart gehandelt
haben. Die Schwanzkelle wäre somit konvergent zu der des Bibers entstanden.
Beim Aussterben der Dinosaurier waren möglicherweise primär die Pflanzenfresser
betroffen, parallel zum Absterben einer Nahrung liefernden Pflanzenwelt.
Einer der grössten Evolutionsschritte war die Entwicklung der Euarthropoda aus
Vorstufen, den Onychophora oder Proarthropoda, die fossil aus dem mittleren
Kambrium erhalten sind.
NAHRUNGSKETTEN
Eine häufige marine Nahrungskette reicht vom Planktonorganismus über Fische bis zur
Meeresschildkröte, Pinguin oder Robbe. Bei Landtieren reicht die Nahrungskette z.B.
von der Pflanze (Gras) über den Herbivoren bis zum Carnivoren.
Eine 'verkürzte Nahrungskette' reicht im marinen Bereich vom Plankton bis zum
Bartenwal.
SYMBIOSEN
Die Synchronie, d.h. der simultane Ablauf von Evolutionsprozessen (Koevolution!)
innerhalb eines + eng begrenzten Lebensraums (Biotop), führt zur Bildung spezieller
Lebensgemeinschaften.
LANDPFLANZEN UND PILZGEFLECHT
Die ersten fossilen Pilzfunde stammen aus dem Ordovizium (vor ca. 450 Mio Jahren),
d.h. die Pilze dürften somit parallel zu den ersten Landpflanzen aufgetreten sein.
Fossile Pilzhyphen (Mykorrhizae) sind aus dem Devon belegt.
Simultanes Erscheinen von Cyanobacteria bzw. Chlorophyta ('Blaugrüne Algen' bzw.
Grünalgen) und Pilzen war die Voraussetzung der Entwicklung der Flechten. Die
fossilen Flechten, die in der südwestchinesischen Provinz Guizhou gefunden wurden,
könnten die bisher ältesten ihrer Art sein; ihr Alter wurde auf 600 Mio Jahre bestimmt.
Die chinesischen Fossilien ähneln den heutigen Flechten in ihrer Struktur weitgehend.
Bei der Wasser- und Nährstoffaufnahme aus dem Substrat können Pilzhyphen die Funktion von
Wurzelhaaren ausüben.
BESTÄUBUNGSMECHANISMEN DER LANDPFLANZEN
Die Übertragung von Pollen zur Bestäubung von Blütenpflanzen setzt genau
aufeinander abgestimmte Einrichtungnen bei der Pflanze und dem Bestäuber voraus.
Höchst komplizierte Bestäubungsmechanismen sind bei Orchideen zu finden. Hummeln u.a.
Insekten müssen entsprechend angepasst sein.
Schmetterlinge mit sehr langem Rüssel saugen an langspornigen Blüten.
Schon die Ausgangsformen des mediterranen Feigenbaums (Ficus carica) und der
Feigenwespe (Blastophaga psenes) sind, wie Fossilfunde aus dem Jura belegen, eine enge
Symbiose (Mutualismus) eingegangen. Das Weibchen der Wespe dringt, flügel- und
antennenlos geworden, in die Fruchtanlage ein und sorgt für die 'innere Bestäubung' der Feige.
Die Larve der Wespe ernährt sich vom Gewebe der Fruchtanlage.
Die Pollenanalyse gibt Aufschluss über das Erdzeitalter mit der weitesten Verbreitung
einer Pflanze.
VERBREITUNG VON SAMEN UND FRÜCHTEN
Geschieht die Verbreitung nicht auf ursprüngliche Art durch Wind (Anemochorie), sind
Tiere die Transporteure (Zoochorie).
Klettenfrüchte können mit ihren Widerhaken an Tieren haften (Epichorie), hartschalige
Steinfrüchte den Verdauungstrakt von Vögeln unbeschadet passieren (Endochorie).
Häutige Anhänge von Samen (Elaiosomen) bestimmter Kräuter (z.b. Viola) dienen
Ameisen als Nahrung.
VERBREITUNG VON PILZEN
Die ursprüngliche Verbreitung der Pilzsporen dürfte anemochor, oder durch frühe
Arthropoden erfolgt sein.
Die Sporen der Stinkmorchel (Phallus impudicus) bilden eine stinkende Masse, die Insekten
anlockt.
Die Blaue Fichtenholzwespe (Sirex noctilio; Siricidae) lebt in Symbiose mit dem Braunfilzigen
Schichtpilz (Amylostereum areolatum), dessen Sporen sie in speziellen Hinterleibsorganen
aufbewahrt. Während die Wespe für die Verbreitung des Pilzes sorgt, dient er ihr im
Larvalstadium als Nahrung. Nach der Verpuppung gelangt der Pilz wieder in den Körper der
ausgewachsenen Wespe, indem diese das Myzel über den Legestachel aufnimmt.
KOMMENSALISMEN UND SYMBIOSEN BEI TIEREN
Discosoma nummiforme (Anthozoa) beherbergt den Anemonenfisch Premnas als Einmieter.
Die Proboscidea (mit Myzostoma) sind überwiegend Kommensalen auf Haarsternen
(Crinoidea).
Die Echeneidae (Schiffshalter; Perciformes, Barschfische) haften an Walen, Haien,
Meeresschildkröten u.a., aber auch an Schiffsrümpfen (deutscher Name!). Remora
albescens setzt sich in den Kiemenhöhlen von Manta fest. Der Vorteil der Symbiose beim
'befallenen' Tier besteht im Befreitwerden von Parasiten, die dem Schiffshalter als Nahrung
dienen.
Der Ruderfusskrebs Sphaeronellopsis monothrix lebt im Brutraum von Muschelkrebsen
(Ostracoda); die abgelegten Eiballen ähneln den Wirtseiern, sodass eine Form von
Brutparasitismus besteht.
Die Verrucomorpha setzen sich auf anderen Tieren fest, wobei oft nur das Weibchen sessil
ist (Acrothoracica). Zu dieser Kategorie gehören auch die Seepocken (Balanomorpha), mit
Coronula diadema auf Walen, wobei die Skelettplatten ('Mauerkrone') von der Haut des Wirts
überwuchert werden.
Das sackförmige Weibchen von Sacculina carcini (Cirripedia, Rhizocephala) parasitiert an
der Strandkrabbe (Carcinus maenas). Im Wirt entsteht ein Wurzelgeflecht: die Interna mit
Ernährungsfunktion, umspinnt die Organe des Wirts und dringt bis in dessen Gliedmasse
vor. Nach aussen hin bildet der Parasit den Brutsack (gliedmassenlose Externa). Die frei
beweglichen Larven sind von typischer Krebsgestalt; die frei beweglichen Männchen
verharren im Larvenstadium.
EINZELLER IM VERDAUUNGSTRAKT
So genannte Darmmikroben (i.a. Bakterien u/o Protozoen) werden von den Jungtieren,
deren Verdauungstrakt zunächst steril ist, aufgenommen. Das bekannteste Beispiel
hierzu sind die überlebenswichtigen Protozoen im Pansen der Wiederkäuer.
PARASITISMUS
Der Parasitismus (das Schmarotzertum) steht für die Gemeinschaft zweier
Organismen, wobei durch das Zusammenleben oder durch Wechselbeziehungen der
eine Partner als Wirt vom anderen, dem Parasiten, zu seinem Nachteil ausgenutzt
wird. Wichtig ist dabei, dass der Parasit die befallene Art möglichst nicht zum
Absterben bringt.
PFLANZEN
Die Mistelgewächse (Loranthaceae* und Viscaceae**) sind epiphytische, d.h. auf
Bäumen wachsende grüne, d.h. photosynthetisch aktive Halbschmarotzer. Fossile
Belege für die Loranthaceae gibt es aus der frühen Kreide, für die Viscaceae aus
dem Tertiär.
* z.B. Loranthus europaeus (Europäische Riemenblume); Psittacanthus calyculatus (in
Mittel- und Südamerika).
** z.B. Viscum album (Laubholz-Mistel), Viscum laxum (Nadelholz-Mistel);
Dendrophthora (Viscum) opuntioides (Mittel- und Südamerika).
Chlorophylllose Vollparasiten auf Baumwurzeln sind die Balanophorales
(z.B. Balanophora fungosa; Corynaea crassa).
Bei der embryonalen Balanophora-Zelle setzen Zellteilungen erst im Wirtsgewebe ein. Im
Verlauf der Entwicklung wird Mischgewebe von Wirt und Parasit gebildet.
PILZE
Rostpilze (Uredinales) konnten in Pteridophyten aus der Karbonzeit (vor ca. 300 Mio
Jahren) nachgewiesen werden und sind dann in fast unveränderter Struktur auf
Gymnospermen, später auf Angiospermen übergegangen. Noch heute befallen viele
Rostpilze Gymnospermen*. Der bekannteste Rostpilz an Angiospermen ist Puccinia
graminis, der Schwarzrost an Getreide. Hier könnte in Anpassung an die Jahreszeiten
die Bildung von Sommersporen (Uredosporen) und Wintersporen (Teleutosporen) eine
neue Errungenschaft sein. Eine spätere Eigenschaft der Rostpilze ist möglicherweise
der Wirtswechsel von einer Gymnosperme auf eine Angiosperme**.
*Chrysomyxa abietis an Koniferennadeln, Melampsora pinitorqua (Kiefern-Drehrost)
**Cronartium ribicola: Weymouths-Kiefer Ribes-Strauch (Stachelbeere, Johannisbeere)
TIERE
Es wird angenommen, dass parasitäre Formen von nicht parasitären abstammen und
unter sukzessiver Adaptation an einen Wirt mutiert sind.
Zwischen Kommensalismus und Parasitismus gibt es fliessende Übergänge, ebenso
Parallelen zwischen Kommensalismus und Symbiose.
Kommensalen können als so genannte Beuteparasiten auftreten, wie z.B. Acholoe
astericola (Polychaeta, Phyllodocida) an der Unterseite von Astropecten
(Kammseestern).
Süsswassermuscheln (Eulamellibranchiata, Unionoidea) zeigen eine Form von
Larvalparasitismus, indem die Larve (Glochidium, Lasidium) im Gewebe von Fischen
heranwächst.
Manche Bienenarten (Apoidea) parasitieren bei anderen Bienen.
Das Weibchen der Acheilognathinae (Bitterlinge; Cypriniformes) laicht in den Kiemenraum
der Fluss- oder Teichmuschel ab.
Befällt ein Parasit einen anderen, entspricht das einem Hyperparasitismus. Beispiel:
Blattläuse, die an Obstbäumen saugen, werden von Schlupfwespen als
Sekundärparasiten zur Eiablage aufgesucht.
Brutparasitismus der Vögel kommt nicht nur bei den Kuckucken (Cuculidae) vor,
sondern auch z.B. bei den Indicatoridae (Honiganzeiger) und Anomalospizidae
(Kuckucksweber).
WIRTSWECHSEL
Die Schwarze Bohnenblattlaus (Aphis fabae) überwintert auf dem Pfaffenhütchen
(Euonymus europaeus).
Jungstadien des Polychaeten Alciopina parasitica leben im Gastrovaskularsystem der
Rippenqualle Cydippe densa, spätere Stadien parasitieren in anderen Polychaeten oder
in Krebsen.
Die den Zungenwürmern (Pentastomida) zugeordneten Linguatuloidea parasitieren in
den Atemwegen Fleisch fressender Landwirbeltiere. Grasfresser, wie Huftiere und
Kaninchen, sind obligate Zwischenwirte. Die Zungenwürmer können gemäss ihrem
Bauplan zwischen Annelida und Onychophora eingeordnet werden. Sie sind als
Fossilien aus dem Kambrium bekannt. Frühe Formen existierten also lange vor dem
Auftreten der Säuger.
Der Nasenwurm Linguatula serrata (Pentastomida) lebte ursprünglich in Wolf und Fuchs,
befällt jetzt auch Stirn- und Nasenhöhle des Haushunds (Huftiere, Nager und Kaninchen sind
Zwischenwirte).
Der australische Känguru-Haarling, eine Laus (Heterodoxus spiniger; Ischnocera),
wechselte in Australien im Laufe der Zeit vom Känguru auf den Hund über.
Beispiel Kleiner Leberegel (Dicrocoelium dendriticum). Der Trematode parasitiert vorwiegend
in den Gallengängen von Säugern. Die Eier, in denen bereits die Larven als Miracidien
ausgebildet sind, werden mit dem Kot ausgeschieden und z.B. auf einem Weidegrund von einer
Schnecke als 1. Zwischenwirt aufgenommen. Die Schnecke scheidet die Larven in
Schleimbällchen aus, die vom 2. Zwischenwirt, einer Ameise, gefressen werden. Die Ameise
wird z.B. mit einem Grashalm vom Endwirt aufgenommen.
Beispiel Nematode Wuchereria bancrofti*, verursacht 'Elephantiasis' in der Lymphe des
Menschen. Mikrofilarien im Magen von Mücken, gelangen durch die Magenwand in die
Körperhöhle, dann in die Flugmuskulatur, wo nach 2 Häutungen das infektiöse Stadium
erreicht wird, schliesslich in das Labium des Rüssels, das die Scheide der Stechborste bildet.
Durch den Insektenstich gelangen die Mikrofilarien in die Blutbahn des Menschen und von
da zu den Hautkapillaren (tagsüber oder nur nachts, je nach Überträger, z.B. Culex fatigans
oder Aedes scutellaris), oder in die Lungenkapillaren.
*Spirurida - Onchocercidae
Beispiel Malariamücke (Anopheles sp.)
Erreger sind Plasmodium-Arten, d.h. die zu den einzelligen Sporozoa zählenden Coccidia.
Nach der Kopulation eines Mikro- mit einem Makrogameten in der Mücke als Zwischenwirt
entsteht eine bewegliche Zygote, die den Darm der Mücke durchbohrt. Die Zygote setzt sich
an der Darmaussenwand fest, um sich zur Oozyste abzurunden, die wiederum einkernige
Sporoblasten bildet. Durch Mehrfachteilung entstehen Sporozoite ('Sichelkeime'). Nach
Platzen der Kapselwand werden die Sporozoiten frei und gelangen zunächst in die
Körperhöhle, dann zu den Speicheldrüsen von Anopheles. Mit dem Insektenspeichel
gelangen die 'Keime' ins retikulo-endotheliale System (RES) des Menschen. Ein folgendes
Entwicklungsstadium (Merozoiten) dringt in die Erythrozyten ein, wobei vor allem Mutationen
in den Genen des Hämoglobins wirksam werden.
Schon die frühesten Menschen in Ostafrika waren der Malaria-Infektion ausgesetzt. Der
Exodus der Menschen aus Afrika mag z.T. damit im Zusammenhang stehen.
MIMESE, MIMIKRY
Mimese ist eine Schutz- oder Zweckanpassung durch das Nachahmen von
Gegenständen (Stein, Zweig, Blatt, usw.) oder bestimmten anderen Organismen.
Mimikry ist eine Schutzanpassung, z.B. durch Nachahmen einer 'gefährlichen' bzw.
giftigen Tierart.
Die Entwicklung der 'Blattheuschrecken' (Phylliidae, mit 'Wandelndem Blatt') musste
einhergehen mit der Entwicklung der 'nachgeahmten' Pflanzen (auch die
Futterpflanzen) und Isektenfressern, die getäuscht werden sollten. Fossile 'Wandelnde
Blätter' sind aus dem Eozän bekannt.
Die Parallelentwicklung bestimmter Insekten- bzw. Spinnenarten ist die Voraussetzung
für eine Mimikry. So haben sich Wespen, Wanzen, Käfer und Spinnen von
Ameisengestalt entwickelt.
Beispiele: Larve der Ameisen-Sichelwanze Himacerus mirmicoides (Geocorisae);
ameisenähnliche Wanze Myrmecoris gracilis (Geocorisae, sucht wie die Ameisen
Blattlauskolonien auf; häufige Ameisengestalt der Blumenkäfer (Anthicidae); Sackspinne
Micaria pulicaria (Clubionidae).
Schwebfliegen (Syrphidae) ähneln mit ihrem schwarzgelben Muster Wespen.
Die Glasflügler (Aegeriidae) sind Schmetterlinge und verlieren als Imago die
Flügelschuppen, sodass sie Hymenopteren gleichen.
Beispiel: Hornissenschwärmer (Aegeria apiformis).
PHOTOSYNTHESE
Der eigentliche Schub der Evolution erfolgt nach der Abgabe von Sauerstoff (O2) an die
Atmosphäre durch Cyanophyten, d.h. den ersten Organismen mit Photosynthese. Es
wird angenommen, dass fast der gesamte Sauerstoff der Erdatmosphäre durch den
Stoffwechsel photosynthetisch aktiver Organismen gebildet wird.
Vor dem Einsetzen der Photosynthese sind wahrscheinlich Spuren von Sauerstoff durch die
Dissoziation von Wasserdampf (Vulkanausbrüche usw.) in die Atmosphäre gelangt, wobei der
Wasserstoff ins All entwich.
Die Photosynthese umfasst die Produktion von energiereichen Kohlenhydraten aus
energiearmen Stoffen (CO2 und H2O) mit Hilfe von Lichtenergie. Unter der Wirkung von
Chlorophyll wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt, wobei Kohlendioxid (CO2)
gebunden wird. Es werden nur ca. 5% der Sonnenenergie genutzt, im Spektralbereich von
400-700 nm.
Bei der oxygenen Photosynthese der 'grünen' Pflanzen wird O2 frei. Sie nutzen die Energie
des Sonnenlichts, um Energie als Adenosintriphosphat (ATP) zu speichern. Mit Hilfe des ATP
als Reduktionsmittel werden Elektronen aus Wasser gewonnen. Bei der Oxidation von 2
Wassermolekülen (Photolyse) werden Sauerstoff (O2), 4 Wasserstoffionen (H+) plus 4
Elektronen freigesetzt:
2 H O  O + 4 H+ + 4 e-.
2
2
Die Elektronen werden zunächst mit Mangan-Ionen assoziiert, dann auf NADP+-Moleküle*
übertragen, die namentlich für die Synthese von Kohlenhydraten notwendig sind. Diese
Lichtreaktion bewirkt als Photosystem I die Reduktion von NADP+. Photosystem II ist das der
Oxidation von H2O.
*NADP=Nicotinsäureamid-Adenin-Dinukleotid-Phosphat
Gesamtbilanz bzw. Summengleichung der Photosynthese:
12 H2O + 6 CO2 hC6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O.
H2S ist das Reduktans phototropher Bakterien (anoxygene Photosynthese).
ARTENSTERBEN
Es gibt keine gut und keine schlecht angepasste Arten, wobei manchen Theorien
zufolge nur die 'gut angepassten' dauerhaft Überlebens-Chancen hätten. Alle sind
optimal dem Leben im Verbund angepasst, es sei denn, so genannte
Naturkatastrophen oder massive Eingriffe von Menschenhand machen sie
überlebensuntüchtig.
Als Hauptursachen eines Massensterbens gelten lang andauernde Klimaänderungen,
spontane Wirkungen wie vermehrte vulkanische Aktivität oder Impakte als
Beschleuniger. Dabei sind als bedeutende Faktoren u.a. veränderte
Meeresströmungen, erhöhter bzw. verminderter Salzgehalt des Meerwassers, sowie ein
reduzierter Sauerstoffanteil der Atmosphäre zu berücksichtigen.
Über aus menschlicher Sicht kurze Umbrüche erdgeschichtlicher Formationen liefern
stratigrafische und paläontologische Belege Auskunft. Während solcher Perioden
könnte die Evolution manchen Theorien zufolge sprunghaft verlaufen sein, indem neue
Arten ohne die Bildung von 'Übergangsformen' entstanden sind.
Erdgeschichtlich kurze Perioden, wie Kaltzeiten ('Eiszeiten') kann ein Abwandern von
Arten in klimatisch günstigere Gebiete bewirken. Am neuen Standort muss dann die
Möglichkeit der Anpassung an endemische Formen bestehen. Jahreszeitlich bedingte
Vogel- oder Fischwanderungen sind nur unter der Voraussetzung möglich, als an
beiden Standorten die Gemeinschaft mit endemischen Formen ein optimales Überleben
ermöglicht.
Das plötzliche Austrocknen eines Gewässers kann Populationen auslöschen,
sukzessives oder periodisches Austrocknen zu speziellen Anpassungen führen.
'Kosmische' Ereignisse können einen Grossteil der Organismen zum Aussterben
bringen oder zumindest schädigen. Namentlich Nahrungsspezialisten können sich nicht
schnell genug anpassen. Aus dem Genpool müssen dann neue Strukturen ermöglicht
werden, d.h. die Überlebensstrategie der Formen muss genetisch begründet sein.
Im Burgess-Schiefer (British Columbia, Kanada) sind Fossilien aus dem mittleren Kambrium
(vor ca. 500 Mio Jahren) gefunden worden, die eine Fauna repräsentieren, die zu heute
lebenden Formen keine verwandtschaftlichen Beziehungen aufzuweisen scheint. Es handelt
sich hauptsächlich um Arthropoda und Polychaeta. Als Ursache des Aussterbens werden ein
Impakt als 'kosmisches Ereignis', bzw. verstärkter Vulkanismus diskutiert. Vor ca. 540 Mio
Jahren ereignete sich in Australien der Acraman-Impakt mit nachfolgendem Massensterben von
Organismen.
Im Perm sind, so wird geschätzt, über 90% aller Arten und etwa die Hälfte aller Pflanzen- und
Tiergattungen ausgestorben. Die überlebenden Organismen bildeten die Ausgangsformen für
neue Lebenssysteme, wobei 'latente' Baupläne umgesetzt wurden, auch, oder insbesondere mit
dem Ziel der Entwicklung der Primaten und damit des Menschen. In einer späteren Periode der
Erdgeschichte, vor etwa 65 Mio Jahren, sind die Dinosaurier, samt ihrer Riesenformen,
innerhalb einer nach geologischen Massstäben sehr kurzen Zeitspanne ausgestorben.
OZON
Als sekundäre Ursache des Massensterbens von Populationen, die auf erhöhte
vulkanische Aktivität u/o 'kosmische' Ereignisse zurückzuführen ist, darf eine Zerstörung
der Ozonschicht nicht ausser Acht gelassen werden. Grosse Mengen an
Methyl-Halogenen, die im Übrigen auch von Pflanzen und Mikroorganismen abgegeben
werden, kämen als Auslöser infrage.
Gelangt kurzwelliges UV in grösseren Mengen zur Erde, kann das zu Störungen des
Hormongleichgewichts im Hypothalamus und in der Hypophyse führen. Eier der
Sauropsiden könnten so in Abweichung von der Norm dünn- bzw. dickschalig werden
und schliesslich zum Absterben der Embryonen führen. Im Rahmen einer Brutfürsorge
dürften die Eier durch Vergraben oder Bebrüten weitgehend geschützt gewesen sein.
Federkleid, Schuppenpanzer oder Fell schützen bis zu einem gewissen Grad vor zu intensiver
UV-Strahlung. Generell sind Flechten, Cyanobakterien und Tiere mit Aussenskelett besser vor
UV geschützt.
Halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie der weltweit verbreitete FCKW, aber auch durch
Vulkanausbrüche bzw. 'Impakte' erzeugte, können nach Spaltung die Ozonschicht
schädigen:
O3 + ClClO + O2.
Ozon (O3) ist ein Teil der Stratosphäre (ab ca. 15 km Höhe). Es könnte während einer
späten Phase der Photosynthese-Zeit entstanden sein, indem Sauerstoff in die
Atmosphäre abgegeben wurde.
3O2  2O3 unter Einwirkung von UVc und UVb.
In der Biosphäre wirkt Ozon nach der Bildung von Stickoxiden toxisch.
NO2 NO + O; O + O2  O3.
>50% UV dringen bis in 1 m Tiefe eines Gewässers ein. Für oberflächennahes Plankton könnte
das immer noch letal sein.
Eingriffe des Menschen in Lebensgemeinschaften
Vom Menschen geschaffene 'künstliche' Biotope können sich für die Verbreitung einer
Art äusserst günstig auswirken. Am neuen Standort mag ein Organismus besser
gedeihen als am Originalstandort. Durch Verschleppung in ein neues Biotop mag sich
ein Insekt besser entwickeln als am ursprünglichen Standort, mit dem Unterschied,
dass es dort nicht als Schädling auftrat.
Der Maiszünsler (Ostrinia nubilalis ) nimmt auf 'optimiertem' Mais überhand. Ob sich
gentechnisch veränderter Mais gegen den Zünsler längerfristig als widerstandsfähig erweist,
bleibt abzuwarten. Maikäfer, die nach intensiver Bekämpfung mit Chemikalien als ausgerottet
galten, zeigen Jahrzehnte später lokal schon wieder Massenauftreten. Schaben (Blattodea)
besiedelten ursprünglich 'auf natürliche Weise moderndes' Material, so die Laubstreu des
Waldbodens. Später eroberten sie menschliche Behausungen. Der Mehlkäfer (Tenebrio molitor)
dürfte ursprünglich im Mulm alter Bäume gelebt haben.
© 26. Sept. 2015
Dr. H. Fritz