ZOOGEOGRAPHIE (Vorlesung) WS 2010-2011.

ZOOGEOGRAPHIE (Vorlesung) WS 2010-2011.
Dr. Angela Schmitz-Ornés
Handout. THEMA 5. HISTORISCHE VERÄNDERUNGEN DER ERDE.
Einleitung:
Kleinräumige vs. großräumige Verbreitungsmuster
o
Ökologische Biogeographie
o
Historische Biogeographie
Generelle Tendenzen in der Zeit
o
Globale Temperatur
o
Atmosphärisches O2 und CO2
Graduelle Klimaänderungen können die graduellen Nord- oder Südwanderungen von Floren und
Faunen in neue, günstigere Gebiete bewirken. Diese Organismen sterben in Gegenden, wo das
Klima nicht mehr günstig ist, aus. Die Möglichkeiten von Migration zwischen bestimmten
Gebieten verändern sich, wenn:
o
Verbindungen zwischen Regionen brechen,
o
neue Verbindungen auftauchen,
o
neue Barrieren entstehen.
Theorie der Plattentektonik. Das beeinflusst Verbreitungsmuster: direkt und indirekt.
Kontinentalplatten
Eine tektonische Platte ist eine massive, unregelmäßig geformte Felsplatte, die in der Regel
aus kontinentaler und ozeanischer Lithosphäre besteht. Erdbeben und Vulkanaktivität konzentrieren
sich nahe den Grenzen zwischen Platten. Wie die meisten Dinge auf der Erdoberfläche, ändern sich
auch tektonische Platten in der Zeit.
Divergierende Grenzen: Neue Kruste entsteht, wo die Platten auseinander driften. Bsp:
Konvergente Grenzen: Kruste wird zerstört, wo eine Platte unter eine andere taucht
(Subduktion).
Transform-Störung: Kruste wird weder gebildet noch vernichtet, die Platten gleiten horizontal an
einander vorbei.
Hotspots“ Heiße Flecken. Bsp: Hawaii
Divergierende Grenzen. Bsp.:
o
Mittelatlantischer Rücken.
o
Island wird entlang der Spreizungszone zwischen Nordamerikanischer und Europäischer
Platte gespaltet.
o
Das Afar Dreieck.
Konvergente Grenzen :
o
Ozeanisch-kontinentale Konvergenz

„Ring of Fire“: Vulkan-Bögen und ozeanische Gräben umgeben teilweise das
pazifische Becken und bilden den sogenannten “Ring of Fire”, eine Zone von
häufigen Erdbeben und Vulkanausbrüchen.
o
Ozeanisch-ozeanische Konvergenz

Wenn 2 ozeanische Platten konvergieren, wird in der Regel eine unter die andere
gezogen und es bildet sich ein Graben. Bsp.: Der Marianengraben markiert den
Ort, wo die sich schnell bewegende Pazifische Platte und die langsam driftende
Philippinen-Platte konvergieren.
o
Kontinental-kontinentale Konvergenz

Zwei Kontinente kollidieren frontal, keine taucht unter die andere, weil
kontinentale Felsen relativ leicht sind. Die Kruste wird aufgefaltet, nach oben
oder zur Seite gedrückt. Bsp.: der Himalaya
Kontinentalbewegungen
Die Bewegungen der Kontinente sind relativ langsam (5-10 cm pro Jahr), aber diese
Veränderungen dauern über viele Millionen Jahre an.
o
Pangaea
o
Laurasia und Gondwanaland
o
Aktuelle Kontinenten
Geologische Zeitalter (wichtigste Ereignisse)
Paläozoikum: Zeitalter der Fische (543 - 248 Millionen Jahre vor heute). (Erste harte Fossilien:
Trilobiten, ausgestorben)
o
Kambrium (543-490 Mio):

Im späten Präkambrium und frühen Paläozoikum brach ein Superkontinent, der
um den Südpol lag, auseinander. Die Blöcke drifteten nach Norden.

Darunter waren die großen Kontinente Nordamerika, Baltica und Sibiria.
o
o
Silur (490-417 Mio):

Erste komplexe terrestrische Organismen erscheinen.

Nordamerika und Nordeuropa formten eine große Landmasse, Euramerica.
Devon (417-354 Mio):

Vor 380 Mio können ausgeprägte Floren und Fischfaunen auf dem nördlich
gelegenen Sibirischen Kontinent, dem äquatorialen Euramerica, und im Osten
von Gondwana unterschieden werden.

Frühe Amphibien wurden in Euramerica und Australien (Teil von Gondwana)
gefunden. Nach dem Fossilbericht waren die frühen Amphibien und Reptilien
großteils auf eine schmale, feucht-warme äquatoriale Zone beschränkt.

Die große Ausbreitung der Landpflanzen begann im Devon, und das hatte
vermutlich einen starken Effekt auf das Weltklima. Die photosynthetischen
Aktivitäten haben wahrscheinlich den Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre
verringert. Die Folge war ein “Kühlhaus -Effekt” (das Gegenteil vom ‘GlashausEffekt', der höhere Temperaturen erzeugt durch eine erhöhte
Kohlendioxidkonzentration).

Der enorme Aufbau der Vegetation der Welt war vermutlich die Ursache für das
nächste bedeutende Ereignis, der Beginn einer globalen Abkühlung.
o
Karbon (354-290 Mio):

Diese Abkühlung begann in der Mitte des Karbons und führte zu einer
Eisbedeckung um den Südpol, ähnlich wie heute in der Antarktis.

Im Verlauf dieser Periode rotierte Gondwana im Uhrzeigersinn und bewegte sich
auf Euramerica zu, mit dem es schließlich kollidierte.

Die polare Vereisung führte zur einer Komprimierung der Vegetation Richtung
Äquator. Euramerica war von einem großen, sumpfigen, tropischen Regenwald
bedeckt.
o
Perm (290-248 Mio):

Die Geographie der Welt, Klima und Biogeographie änderten sich dramatisch
während des Perms. Der Superkontinent Pangaea dominierte.

Durch das ganze Perm hindurch war Europa wiederholt von der Zechstein-See
bedeckt, welche sich mindestens zweimal hob und wieder zurückzog. Die
Zechstein-See hatte eine verarmte Fauna, hauptsächlich Brachiopoden und
Muscheln, die mit den hypersalinen Bedingungen zurechtkamen.

Als Gondwana über den Südpol driftete, vereisten große Landteile.

Viele neue Gruppen von Vertebraten entstanden und breiteten sich aus.
Landwirbeltiere wanderten von Euramerica nach Gondwana, vermutlich weil:
der äquatoriale Gürtel schmaler wurde
die Subtropen sich ausdehnten
wärmere Gegenden weiteten sich gegen die Pole aus, als die polaren
Eiskappen im späten Perm verschwanden

Viele der ursprünglich äquatorialen Gruppen starben aus.

Landwirbeltiere erreichten Sibirien und China erst nach dem Zusammenschluss
zu Pangaea.
Mesozoikum: Zeitalter der Reptilien (248 - 65 Mio): Ein Charakteristikum: der Superkontinent
Gondwana. Es umfasste die Landmassen, die später Südamerika, Afrika, Antarktika, Australien
und Indien werden sollten. Asien, wie wir es heute kennen, existierte nicht. Es war ein großes
Puzzle aus Teilen, die allmählich zusammenkamen (400-200 Mio).
o
Trias (248-206 Mio):

Pangaea schob sich weiter nach Norden. Im sich erwärmenden Klima
verschwanden die Eiskappe und Gletscher vom späteren Gondwana. Alle
Kontinente waren verbunden, sodass die Dinosaurier sich über ganz Pangaea
ausbreiten konnten.

Der Zerfall von Pangaea beginnt und die Fauna der Welt erfuhr große
Veränderungen in der Trias:
Säugerähnliche Reptilien und andere ältere Typen von Reptilien des
Perms verschwanden und wurden zunächst von Archosauriern ersetzt.
Diese wurden bald darauf von ihren Nachfahren ersetzt, von
Dinosauriern, die die Welt im Jura und in der Kreide dominierten.
Die rezente Nachfahren, Krokodile und Vögel, gewähren einen flüchtigen
Blick zurück in die Blütezeit der Archosaurier.
o
o
Jura (206-144 Mio):

Gondwana trennt sich von Laurasia.

Seichte epikontinentale Meere überfluten Laurasia.

Beide Prozesse beginnen im Jura und setzen sich durch die Kreide hindurch fort.

Indien spaltet sich vom Rest von Gondwana ab.
Kreide (144-65 Mio):

“Holarktische” Biota: Nordamerika war mit Asien über Alaska und Sibirien
verbunden und mit Europe via Grönland.

Südamerika wurde endgültig von Afrika in der mittleren Kreide getrennt.

Laurasia bricht auseinander.

Brüche zwischen.
Nordamerika und Europa (100 Mio)
Antarctica and Australien (100 Mio)
Madagaskar und Indien (90 Mio)

Protoantillen formen eine Landbrücke (65 Mio)

Gondwana bricht auseinander

In der späten Kreide und im frühen Känozoikum war das Weltklima wärmer als
heute. Viele Organismen konnten sich über Ruten in hohen geographischen
Breiten ausbreiten. Auch das führte zur Differenzierung von verschiedenen
Gruppen von Säugern auf den “neuen Kontinenten”.
Känozoikum: Zeitalter der Säuger (65 - 0 Mio).
o
Tertiär (65-1.8 Mio):

Australien wird endgültig von Antarctica getrennt, und India vereint sich mit
Asien (Eozän). Europa trennt sich von Grönland, das Austrocknen der Obik-See
verbindet Europa mit Asien (Eozän).

Kollision von Afrika und Europa (35 Mio). Obwohl Afrika und Eurasien lange nahe
beieinander lagen, waren sie doch durch flache Meere vom Oligozän bis zum
Miozän getrennt. Die Straße von Gibraltar schließt sich (24 Mio).

Die Kollision von Ozeanischen Platten bildet die Panama-Land-Brücke (3.5 Mio).
Great American Interchange (der große amerikanische Austausch).
o
Quartär (1.8 Mio bis heute)

Pleistozän (1.8 Mio - 10,000).
Glaziale Periode: regelmäßige Zyklen von Wachstum und Rückgang der
Eisdecken der Nordhemisphäre.

Holozän (10,000 bis heute)
Eiszeiten und Vergletscherungen
Hauptereignisse der Ausbreitung der Säuger
Säuger wanderten durch Asiamerica nach Südamerika in der späten Kreide und im frühen
Känozoikum.
Südamerika und Afrika waren in der späten Kreide und im frühen Känozoikum großteils isoliert.
Daher entwickelten beide charakteristische Säugerfaunen.
Indien und Südostasien haben ähnliche Faunen wie Afrika, aber die später unterschiedlichen
klimatischen Bedingungen und das Erscheinen von Wüsten und Gebirgen, die die beiden Gebiete
isolierten, führten zur Divergenz ihrer Säugerfaunen.
Australien trennte sich früh vom Rest von Gondwana, war sehr lange isoliert und entwickelte mit
seinen einzigartigen Beuteltieren eine weitere distinkte Fauna.
Die heutigen zwei großen Landmassen der Nord-Hemisphäre können zur Holarktischen Region
zusammengefasst werden. Sie haben etwas verschiedene Säugerfaunen und sind beide verarmt
durch den Klimawechsel der Pleistozänen Eiszeiten.
Great American Interchange
Bis vor wenigen Millionen Jahren war Südamerika isoliert. Die Kollision von Ozeanischen Platten
bildet die Panama-Land-Brücke (3.5 Mio).
Der Großteil der älteren Faunenelemente von Südamerika starb aus als Folge von Konkurrenz
durch Immigranten von Nordamerika. Z.Bsp.: Nordamerikanische Säuger hatten größeren Erfolg
bei der Kolonisierung Südamerikas als südamerikanische in der anderen Richtung.
Die Ostindischen und Westindischen Inseln bieten Beispiele für komplexe historische Ereignisse.
Sie liegen zwischen Kontinenten mit unterschiedlichen Faunen und Floren. Interessante
Probleme der Kolonisierung von zwei Quellen über viele Millionen Jahre.
Eiszeiten und Vergletscherungen
Eiszeiten sind Zeitabschnitte, in denen große Gebiete der Erdoberfläche mit Eis (Gletschern)
bedeckt waren. Es sind lange, generell kühle Intervalle der Erdgeschichte (zehn- bis
hunderttausende Jahre), während denen sich Gletscher ausdehnten und zurückzogen.
Der Begriff Eiszeit beschreibt auch kürzere Perioden (mehrere tausend Jahre), während denen
die Gletscher nahe ihrer maximalen Ausdehnung waren. Diese kürzeren Perioden werden auch
„Vergletscherungen“ genannt.
Viele Gletschervorstöße und –rückzüge passierten während der letzten Milliarde Jahre der
Erdgeschichte. Diese waren nicht zufällig verteilt sondern auf vier Zeitabschnitte konzentriert.
Eine Reihe von Faktoren führte zu den Bedingungen, die die Bildung von Eisdecken fördern:
o
Veränderungen der Lage der Kontinente und Hebung von Kontinentalblöcken:

Große Landmassen in hohen geographischen Breiten scheinen Voraussetzung für
die Bildung ausgedehnter Eisdecken zu sein.

Veränderungen der Position von Landmassen und große Hebungen können
große Veränderungen der globalen ozeanischen und atmosphärischen
Zirkulationsmuster verursachen.
o
Reduktion des CO2 in der Atmosphäre:

Verminderung der CO2-Konzentration der Atmosphäre kann zu globaler
Abkühlung führen. Viele Prozesse können eine Reduktion von CO2 hervorrufen:
Interaktionen zwischen Organismen, Ozeanströmungen.
o
Änderungen in der Erdumlaufbahn:

Milankovitz Zyklen:
Erdumlaufbahn verändert sich regelmäßig (100.000 Jahre).
Neigung der Erdachse zur Sonne verändert sich (40.000 Jahre).
Erdachse taumelt um ihren Grundneigungswinkel (21.000 Jahre).
Pleistozäne Vereisungen
Glaziale Periode, Beginn vor etwa 1.8 Millionen Jahren, Ende vor 10,000 Jahren, charakterisiert
durch regelmäßige Zyklen von Wachstum und Rückgang der Eisdecken der Nordhemisphäre.
Holozän: wärmere Periode, begann vor 10,000 Jahren. Nächste vorhergesagte Eiszeit: in
mehreren 10,000 Jahren, außer unsere Treibhausgas-Emissionen ändern das.
Direkte Effekte der Vereisung:
o
Änderungen der Temperatur, des Meeresspiegels, der Wassermenge in der Atmosphäre.
o
Die Eiszeiten reduzierten drastisch die Vielfalt an Tieren und Pflanzen der nördlichen
Kontinente, während Meeres-, Gebirgs- und Wüstenbarrieren die Rückkehr nach Norden
verhinderten, als sich das Klima verbesserte. Als Folge unterscheiden sich die tropischen
und subtropischen Biota von Afrika, Indien, Südostasien und Südamerika deutlich von
den verarmten Biota Eurasiens und Nordamerikas.
Verschiedene Konfigurationen der Kontinente
Paläoozeanische Zirkulation: Die Verschiedene Konfigurationen der Kontinente führten zu
verschiedenen Mustern der ozeanischen Zirkulation und diese zu unterschiedlichen Klimas.
Sie hatten globale klimatische und biogeographische Effekte.
Die Verbreitung der Klimas wurde auch durch die Hebung von neuen Gebirgszügen beeinflusst,
insbesondere, wenn sie quer zur Richtung der vorherrschenden, Feuchtigkeit tragenden Winde
entstanden. Gebiete an der Lee-Seite trockneten aus und wurden im Extremfall Wüsten.
Das Klima jedes Gebietes wird von der Distanz zu einer Wassermasse bestimmt.
Die zentralen Regionen einer superkontinentalen Landmasse, wie heute Eurasien oder früher
Gondwana, sind trocken und haben große tägliche und saisonale Temperaturunterschiede.
Der Zerfall eines Superkontinentes, oder die Ausbreitung von epikontinentalen Meeren ins
Innere eines Kontinentes, brachten feuchtere, weniger extreme Klimas in diese Regionen.
Der Zerfall eines Superkontinentes bildete:
o
Mehr biogeographische Barrieren für terrestrische Organismen
o
Ausbreitungskorridore für aquatische Organismen
Die Verbreitungsmuster von Tieren und Pflanzen werden hauptsächlich durch geographische
Muster (Position der Ozeane, seichter epikontinentaler Meere, Gebirge und Wüsten) und das
Klima bestimmt.
Die Veränderungen dieser Faktoren verursachten und verursachen die ständigen Änderungen
der Verbreitungsmuster der Organismen.