Entwicklung der Erde und ihrer Lebewesen

Entwicklung der Erde und ihrer Lebewesen
Die Entstehung unseres Sonnensystems
Wahrscheinlich kennst du Filme oder Bücher, in denen Raumschiffe
durch Galaxien fliegen und andere Planeten besuchen. Aber noch
fliegt niemand mit einem Raumschiff von Galaxie zu Galaxie.
Das Weltall (auch Kosmos oder Universum genannt) ist die Anordnung
aller Materie und Energie – bis zu Galaxien und Galaxienhaufen.
Heute gilt als sicher, dass es vor rund 14 Milliarden Jahren durch
einen so genannten „Urknall“ zur Ausbreitung enormer Stoffmengen kam. Durch die Explosion entstand eine Auseinanderbewegung
der Materie. Diese verdichtete sich in bestimmten Bereichen. Sterne
und Galaxien (Gruppen von Sternen, die um ein Zentrum rotieren)
bildeten sich und entwickelten sich in Milliarden von Jahren weiter.
Die Galaxien bewegen sich mit riesiger Geschwindigkeit explosionsartig voneinander weg.
Das Sonnensystem entstand aus einer rotierenden Wolke aus Gasen
und Staubteilchen. Durch Verdichtung und Reibung stieg die Temperatur in der Wolke so weit, dass sich die ersten mineralischen
Verbindungen (kalzium- und aluminiumhaltige Mineralien) bilden
konnten. Durch eine Drehbewegung, wie sie die Abb. 1 zeigt, verdichteten sich diese mineralischen Verbindungen immer mehr. So
bildeten sich in einzelnen Zonen Planeten und somit auch die Erde.
Sie ist vor 4,6 Milliarden Jahren entstanden.
Aus Messungen von Erdbebenwellen weiß man, dass die Erde in
Kern, Mantel und Kruste gegliedert ist.
Der Kern ist in einen eisenhaltigeren inneren und einen weniger
eisenhaltigen – wahrscheinlich zähflüssigen – äußeren Kern gegliedert. Der Mantel besteht überwiegend aus festem, aber zähplastischem Material. Die äußerste Schicht (die Erdkruste), auf der wir
leben, ist im Vergleich zum Gesamtradius der Erde (r = 6 370 km)
nur bis zu 50 km „dünn“.
1 Durch die Drehbewegung einer Scheibe aus
kalten Gasen und Staubteilchen ist zuerst
die Sonne entstanden.
4
2 Der Aufbau der Erde
â Arbeitsblatt
S. 13
Die Entwicklung der Erde
Die obere Schicht der Erdkruste enthält viel Silizium und Aluminium und wird deshalb als SIAL-Schicht bezeichnet. Im Bereich der
Kontinente ist sie mächtig, in Tiefseebecken und -gräben sehr dünn.
Demgegenüber enthält die untere Schicht der Erdkruste mehr Magnesium – sie wird SIMA-Schicht genannt.
Durch Gasausstoßungen aus der sich verfestigenden Erde bildete sich eine Uratmosphäre. Bei fortschreitender Abkühlung der
Erdoberfläche kondensierten diese Gase, und es bildete sich Wasserdampf, Methan u. a. Niederschläge fielen auf die Erde, und Urozeane entstanden.
Die Erde und ihre Stellung im Weltall
Unsere Erde rast, einem Raumschiff vergleichbar, mit einer Geschwindigkeit von 1800 km pro Minute um die Sonne. Die Sonne
ist ein riesiger glühender Gasball mit einer Oberflächentemperatur
von ca. 6 000 °C und einem Durchmesser von 1,4 Millionen km. Sie
ist einer von den unzähligen so genannten Fixsternen, die wir am
Nachthimmel leuchten sehen. Diese Fixsterne bilden ihrerseits eine
ungeheuer große, scheibenförmige Sternansammlung, eine Galaxie,
die sich um ihre Achse dreht. Unsere Sonne liegt am Rand dieser
Scheibe und rast mit einer Geschwindigkeit von mehr als 250 km
pro Sekunde um die Scheibenachse.
Die Sonne liefert die Energie für alles Leben auf der Erde. Die
Strahlung, die auf der Sonnenoberfläche entsteht, geht auf Kernfusionen im Inneren der Sonne zurück. Bei einer Kernfusionen verschmelzen zwei Atomkerne zu einem neuen Kern. Dabei wird Energie abgestrahlt.
2 Aussehen und Größenvergleich unserer Planeten
Um die Sonne bewegen sich acht Planeten, Zwergplaneten (z. B.
Pluto), Asteroiden und Kometen. Um manche Planeten kreisen
Monde. Unsere Erde ist der drittnächste Planet der Sonne.
3 Unsere Galaxie (die Milchstraße)
1 Von ähnlichen Galaxien (im Bild: Andromeda-Nebel) gibt es im Weltall eine
große Anzahl. Die Entfernungen zwischen den einzelnen Galaxien sind so groß,
dass das Licht für seinen Weg zu benachbarten Galaxien Millionen von Jahren
benötigt. Die Lichtgeschwindigkeit beträgt 300 000 km/s. Da die Entfernungen
zwischen den Galaxien so riesig sind, werden sie in Lichtjahren angegeben.
4 Sonneneruptionen (Eruption = Ausbruch, Hervorbrechen) sind erhöhte Strahlungen an der
Oberfläche der Sonne. Beim Auftreffen und
Eindringen in die Erdatmosphäre kommt es
zu magnetischen Stürmen.
5
Die Entwicklung der Erde und ihrer Lebewesen
Die Entfernung Erde – Sonne (Erdentfernung) beträgt im Mittel 150
Millionen km. Das Licht braucht über acht Minuten, um von der
Sonne zur Erde zu gelangen. Vom nächsten Fixstern ist das Licht
etwa vier Jahre unterwegs.
Die Sonne mit den sie umkreisenden Planeten bezeichnet man als
Sonnensystem. Eine Übersicht über die Planeten gibt dir folgende
Tabelle:
1 Der Mars-Rover Curiosity (Bild) untersucht
seit 2012 die Mars-Oberfläche. Sein Vorgänger (Opportunity) ist seit 2004 auf dem Mars
und funktioniert noch immer.
1 u Berechne die Geschwindigkeit der Erde um die Sonne in km/h.
2 u Berechne, wie viele km das Licht in einer Stunde zurücklegt.
3 u Beschreibe, welche Bedeutung die
Sonne für die Pflanzen und damit
für uns hat.
4 u Die Weltraumtechnik ist so weit
gereift, dass man Bilder direkt von
der Marsoberfläche erhält. Infor­
miere dich im Internet über den
neuesten Stand der Marsforschung
und notiere das Wichtigste in dein
Heft.
5 u Suche in deinem Atlas die Karte
des nächtlichen Sternenhimmels
und versuche in der Natur einige
Sternbilder zu erkennen. Zeichne
zwei Sternbilder in dein Heft.
Planeten
Vergleich mit
Erdentfernung
Innere Planeten:
Merkur
Venus
Erde
Mars
0,4
0,7
1
1,5
Äußere Planeten:
Jupiter
Saturn
Uranus
Neptun
5,2
9,6
19,2
30,1
Sonne
Mond
Vergleich mit
Erddurchmesser
0,37
0,97
1
0,53
11,3
9,5
3,9
4,4
ca. 100
ca. ¼
Die Venus besitzt eine so dichte, aus Kohlenstoffdioxid bestehende Atmo­sphäre, dass man ihre Oberfläche nicht beobachten kann.
Der Mars hat eine sehr dünne Kohlenstoffdioxid-Atmosphäre. Die
Oberfläche gleicht einer wüstenähnlichen Kraterlandschaft. Amerikanische Roboter (Abb. 1) suchen Lebensspuren auf dem Mars.
Kieselsteine auf der Oberfläche weisen auf ehemalige Gewässer
hin.
Die äußeren Planeten sind Gasplaneten mit einem festen Kern. Ihre
mächtigen Gashüllen bestehen hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium (Jupiter, Saturn) bzw. Wasser, Ammoniak und Methan (Uranus,
Neptun).
Die Entstehung des Lebens
Vielleicht hast du dich schon einmal gefragt, weshalb auf der Erde
Leben entstand und vor allem, wann es erstmals in welcher Form
aufgetreten ist. Wir kennen heute etwa 3,4 Milliarden Jahre alte
Reste von Lebewesen – es handelt sich um Bakterien.
In den Urmeeren der Erde sind vor etwa 3,5 bis 4 Milliarden Jahren
die ersten Lebewesen entstanden.
2 Die Lufthülle, die unseren Erdball umgab
6
(HCN = Blausäure, H2O = Wasser, NH3 = Ammoniak, N2 = Stickstoff, CH4 = Methan, H2C2 = Acetylen)
Die Lufthülle, die unseren Erdball umgab, hatte eine ganz andere Zusammensetzung als heute. Es gab Wasserstoff, Wasserdampf, Ammo­
niak, Methan u. a. – aber keinen Sauerstoff. Dazu gab es UV-Licht,
radioaktive Strahlung, Wärme und elektrische Entladungen in Form
von Blitzen.
Die Entwicklung der Erde und ihrer Lebewesen
Im Laboratorium, wo man die damaligen Verhältnisse der Uratmosphäre so gut wie möglich nachahmte – die Blitze wurden durch
elektrische Entladungen ersetzt –, entstanden Aminosäuren. Sie
sind die Baustoffe von Eiweiß, eine der Grundsubstanzen aller
Lebewesen. Wenn es auch im Versuch nicht gelungen ist, ein Lebewesen entstehen zu lassen, so nimmt man heute doch an, dass
sich solche im Urmeer unter Einwirkung der Sonnen­energie und der
Elektrizität der Atmosphäre bilden und fortpflanzen konnten.
Elektroden
Demnach sind Pflanzen, Tiere und Menschen miteinander verwandt,
weil sie ja alle aus einer gemeinsamen Basis entspringen („Urzelle“).
Über das Aussehen dieser ersten Zellen wissen wir wenig. Sie lebten jedenfalls im Wasser und dürften sich so ernährt haben, wie wir
es heute noch von manchen Bakterien kennen. Unter den Nachkommen dieser ersten Lebewesen ist im Verlauf einer langen Zeit Chlorophyll (Blattgrün) entstanden. Es ermöglichte den grünen Pflanzen den
Aufbau von Traubenzucker aus Wasser und Kohlenstoffdioxid mit
Hilfe von Lichtenergie. Dabei wurde erstmals Sauerstoff freigesetzt.
Die ältesten Lebensspuren, Bakterien, stammen aus der Erdfrühzeit (Präkambrium, vor etwa 3,4 Milliarden Jahren). Im darauf
folgenden Zeitabschnitt (vor 2 bis 1 Milliarden Jahren) entwickelten sich Algen und wirbellose Tiere.
1 Versuchsapparatur (schematisch) von Miller
(1952)
Spuren und Reste vergangenen Lebens
Sicher kennst du Sagen und Märchen, in denen Drachen, Lindwürmer und Einhörner vorkommen. Reste ausgestorbener Lebewesen
bleiben manchmal als Fossilien erhalten. Solche Schalen und Knochen von Tieren oder deren Abdrücke konnten die Menschen mit
heute lebenden Tieren nicht in Verbindung bringen. Die manchmal
ungewöhnlichen oder riesengroßen Einzelstücke regten die Fantasie der Entdecker an, so dass aus Saurierknochen „Drachen“ oder
aus Muschelschalen „Hufabdrücke des Teufels“ wurden.
Paläontologinnen und Paläontologen sind jene Wissenschafter, die
sich mit der Evolution (Entstehungsgeschichte der Lebe­wesen) beschäftigen.
Ablagerungen lassen ihre Entstehung gut erkennen. Wir erkennen
zum Beispiel an Hand bestimmter Merkmale, dass ein gerade betrachtetes Gestein einstmals aus Tiefsee-, Küsten-, Sumpf- oder
Wüs­tenbildung entstanden ist. Außerdem findet man in diesen Sedimenten die Reste der Lebewesen, die charakteristisch an den jeweiligen Lebensraum angepasst waren.
Das Alter der Ablagerungen kann man nicht exakt bestimmen. Man
erschließt es einerseits aus ihrer Lage (Schichtfolge – die jüngeren
Gesteine werden auf den älteren abgelagert), und andererseits aus
der Entwicklungshöhe der Lebewesen, die uns als Versteinerungen
vorliegen.
2 Versteinerter Ammonit (Kopffüßer); diese Tiere traten vor etwa 400 Mio. Jahren erstmals
auf und verschwanden vor 70 Mio. Jahren.
1 uBesuche bei nächster Gelegenheit
ein Naturhistorisches Museum und
lass dir die so genannte „Paläon­
tologische Schausammlung“ in
einer Führung zeigen. Hier findest
du Fossilien und Hinweise auf die
Entstehungs­geschichte der Lebe­
wesen.
7
Die Entwicklung der Erde und ihrer Lebewesen
Reste und Spuren ausgestorbener Lebewesen nennt man Fossilien.
Ihre Bildung ist meist dem Zufall überlassen, erfolgt aber am
leichtesten im Meer, da dort viele Körper nach ihrem Absterben im
Schlamm versinken und im erhärtenden Ton eingebettet bleiben.
Die Weichteile verwesen meist schnell, die Hartteile hingegen –
Schalen, Knochen, Panzer, Zähne – bilden häufig Versteinerungen.
In Wüsten- und Steppengebieten wurden Skelettreste vom Sand
verschüttet und dadurch in Sandstein eingebettet. Von Sumpflandschaften vor etwa 300 Mio. Jahren blieben Pflanzenreste als Kohle
erhalten (â S. 12).
In besonderen Fällen konnten auch Weichteile erhalten bleiben:
durch Einsinken und Konservieren in Eis (z. B. Mammutkadaver in
den Dauerfrostböden Sibiriens) und in Mooren.
1 Sehr häufig wurden Fossilien des Schuppenbaumes gefunden, der zu den Bärlappgewächsen gehört. Dieser Baum wurde bis zu
40 m hoch und sein Stamm bis zu 5 m dick.
Reste dieser Bäume findet man heute in
Steinkohlen­lagern.
3 Mammutbaby, 1977 im sibirischen Eis gefunden. Es hat vor 39 000 Jahren gelebt. Sein Gewicht: 90 kg
Jene zu Stein gewordenen Tiere und Pflanzen, die in ganz bestimmten Zeitabschnitten der Erdgeschichte gelebt haben und in großen
Massen aufgetreten sind, bezeichnet man als Leitfossilien. Da sie
einen zeitlichen Anknüpfungspunkt liefern, sind sie ein wichtiges
Hilfsmittel bei der Altersbestimmung der einzelnen Ablagerungen.
2 Bernsteine enthalten manchmal Einschlüsse ausgestorbener Insekten, Spinnen oder
Pflanzenreste (siehe auch Abb. 12.1 und 3).
Hauptfundorte sind die Küsten der Ost- und
Nordsee. Vereinzelt findet man sie auch in
Braunkohlelagern. Bernsteine werden zu
Schmuck verarbeitet. Sie sind das erhärtete
Harz ausgestorbener Föhren und entstanden
vor etwa 80 Mio. Jahren.
8
An manchen Lebewesen, deren Vorkommen durch längere erdgeschichtliche Zeiträume hindurch nachweisbar ist (z.B. Trilobiten), konnte beobachtet werden, dass sich das Aussehen im Lauf der
Zeit verändert hat. Neue Arten sind entstanden, andere Arten sind
ausgestorben. Mit Hilfe von Vergleichen können die Stammbäume
einzelner Tier- und Pflanzen­familien rekonstruiert werden.
Erdzeitalter
Die Fossilienkunde liefert dafür genügend Beispiele. Wie sich
ein solcher Artenwandel vollzieht, lässt sich aus der Genetik
(Vererbungs­lehre) und der Evolutionsforschung (Abstammungslehre) erklären.
1 u Lies einmal in Märchen- und Sagen-
büchern nach und achte auf mög­
liche Hinweise auf ausgestorbene
Lebewesen. Achte vor allem auf
Sagen aus deiner unmittelbaren
Um­gebung bzw. beschränke dich
auf jeden Fall auf Bücher, die einen
Bezug zu Österreich haben.
2 u Finde heraus, welche österrei-
chische Stadt einen Lindwurm als Wahrzeichen hat und auf welche Fossilfunde die Sage vom
Lindwurm zurückgeht.
a
3 u Bernstein war einst so wertvoll,
dass es eigene Handelswege dafür
gab. Erkundige dich, zu welcher
Zeit es diese „Bernsteinstraße“
gab und wie sie verlief.
4 u Fasse zusammen, wie Fossilien
gebildet werden und erhalten
bleiben.
c
b
1 Beispiel für den Artenwandel: Kopffüßer (eine Tiergruppe der Weichtiere) traten
zuerst vor 480 Mio. Jahren als Geradhörner (a) auf und rollten dann im Lauf
vieler Generationen (bis vor 400 Mio. Jahren) ihre Gehäuse allmählich ein (b, c).
Fossilien sind Reste und Spuren ausgestorbener Lebewesen. Sie
sind oft in Form von Versteinerungen oder Abdrücken erhalten.
Leitfossilien sind charakteristische und zeitlich begrenzt auftretende Fossilien bestimmter Zeitabschnitte. Sie sind bei der altersgemäßen Einordnung anderer Fossilien aus denselben Schichten
sehr wichtig.
5 u Suche an Sand- oder Schotter-
plätzen nach Versteinerungen;
am leichtesten findet man Reste
von Schnecken- und Muschelscha­
len. Lege dir eine Sammlung an.
6 u Um dir eine Vorstellung über die
Bildung von Abdrücken machen
zu können, genügt ein einfacher
Versuch.
â Arbeitsblatt
S. 21
Erdzeitalter
2 Erdzeituhr: Vergleicht man die Erdgeschichte mit einem Tag (die kleine Uhr in der Abb.
stellt den Zeitraum von 0 bis 12 Uhr dar, die
große den Zeitraum von 12 bis 24 Uhr), dann
entspricht eine Stunde etwa 210 Millionen
Jahren. Die Eiszeiten und die Entwicklung
des Menschen fänden auf der Uhr in den letzten 17 Sekunden statt. Für die letzten 10 000
Jahre blieben nicht ganz 0,2 Sekunden.
KÄNOZOIKUM
Erdneuzeit
Quartär (17 Sekunden)
MESOZOIKUM
Erdmittelzeit
Neogen
Paläogen
ide
Kre
Jura as
Tri
P
Ka erm
D rbo
Sil evon n
Or ur
Ka doviz
bri ium
um
12
9
0 bis 12 Uhr
6
21
M
KU en
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PReit d Le
Z
PRÄKAMBRIUM
Erdurzeit
3
ARCHAIK
ErdurzeitUM
PA L Ä O Z O I K U M
Erdaltzeit
15
3 „Erdgeschichte“ in 24 Stunden
18
â Arbeitsblatt
S. 13
9
Erdzeitalter
Überblick über die Erdzeitalter
Entwicklung
(2,6 – heute)
Quartär
Neogen
(23 – 2,6)
Paläogen
(65 – 23)
Nadelhölzer,
Ammoniten
Massenaussterben
Gefäßpflanzen
Sprosspflanzen
Ordovizium
Geradhörner
Erste Tiere mit
einem Stützorgan
Trilobiten
Fotosynthese
bei Tieren
10
Erdzeitalter
Paläozoikum (Erdaltzeit)
Trilobiten – wichtige Leitfossilien
Im Kambrium, der ersten Periode des Paläozoikums (Erdaltzeit),
gab es Leben nur im Wasser. Die häufigsten Fossilien aus dieser
Zeit sind Trilobiten (Dreilapper). Diese Gliederfüßer besaßen bereits Facettenaugen. Nicht alle Trilobiten kamen das ganze Kambrium hindurch vor. Es gibt Arten, die sich nur in den ältesten Schichten finden und dann nicht mehr auftreten.
k
j
l
1 Dreilapper (natürliche Größe 7 cm). Man kann stets die Dreigliederung des
Tierkörpers feststellen – Kopfschild (j), mehrere Rumpfsegmente (k) und
Schwanzschild (l). Zwei tiefe Längsfurchen lassen den Rücken des Tieres
ebenfalls dreigeteilt erscheinen. Die Größe der Tiere schwankte zwischen 1 cm
und 70 cm. Die meisten waren jedoch nur wenige Zentimeter lang.
Im der nächsten Periode, dem Ordovizium, kamen erste Kopffüßer
(eine Tiergruppe der Weichtiere) vor.
3 Die Abb. zeigt dir Entwicklungsstufen von
Trilobiten im Lauf der vielen Millionen Jahre.
Die meisten Formen starben noch am Ende
des Kambriums, manche im Ordovizium oder
im darauf folgenden Silur aus. Einige hielten
sich noch im Devon. Kein einziger Trilobit
überlebte das Paläozoikum. Warum sie ausgestorben sind, ist nicht bekannt.
Das Leben war in diesem Zeitabschnitt nur
auf das Wasser beschränkt.
Im Silur traten die ersten Landpflanzen auf (â Abb. 4). Von Tieren
sind aus dieser Zeit nur im Wasser lebende Formen bekannt. Ein
solcher Weg – zuerst gehen Pflanzen an Land, dann die Tiere – erscheint dir sicher logisch, weil die Tiere ja erst eine Nahrungsquelle,
nämlich die Pflanzen an Land brauchten, um überhaupt das Wasser
verlassen zu können.
Die Vielfalt unter den Wirbellosen war schon so groß, dass man aus
dieser Zeit ca. 26 000 Arten beschreiben kann. Darüber hinaus traten die ersten Wirbeltiere auf – Fische, die einen mit Knochen oder
Schuppen gepanzerten Rumpf besaßen.
2Panzerfisch
4 Lange Zeit waren Algen und Bakterien die
einzigen Lebewesen auf unserer Erde. Sie kamen ausschließlich im Meer vor. Erst im Silur
– vor 440 Mio. Jahren – erhob sich eine sehr
einfach gebaute Sumpfpflanze mit etwa 50 cm
hohen gegabelten Sprossen über den Wasserspiegel. Sie gehörte zu den Nacktfarnen, die
am Ende des Devons – vor 355 Mio. Jahren
– schon wieder ausstarben.
11
Erdzeitalter
k
l
j
j
1 Sumpflandschaft aus dem Karbon
4 Im Devon gab es Wirbeltiere, die zeitweise das Wasser verlassen konnten –
Quastenflosser (Bild) und Lungenfische. Sie verwendeten ihre Schwimmblase
außerhalb des Wassers als Lunge. Die Quastenflosser galten als ausgestorben,
bis in den Jahren 1938 und 1952 solche „Fossilien“ lebend bei Madagaskar
gefangen werden konnten („lebendes Fossil“).
Steinkohle aus dem Karbon (355 - 290 Mio. J.)
2 Panzerlurch, etwa so groß wie ein Krokodil
3 Pflanzen des Steinkohlenwaldes (Schachtelhalme, Bärlappe), Größe 20 – 30 m
â Arbeitsblatt
S. 13
1 u Nenne „lebende“ Fossilien.
2 u Arbeite heraus, welche Voraus­
setzungen für den „Gang auf das
Festland“ a) bei den Pflanzen,
b) bei den Tieren gegeben sein
mussten.
3 u Wiederhole, was du über die Kohle­
bildung weißt.
12
Im Devon hatten sich in den Sumpflandschaften großblättrige
Farne (â Abb. 1, j), kleinblättrige Bärlappgewächse (k) und
schachtelhalmartige (l) Pflanzen entwickelt. Im vorletzten Abschnitt des Paläozoikums, dem Karbon (lat. carbo = Kohle), entfalteten sich diese Sporenpflanzen zu großer Üppigkeit. Wir kennen
etwa 3000 verschiedene Pflanzenarten aus dieser Zeit. Zwischen
den gewaltigen Bäumen lebten Riesenlibellen mit bis zu 75 cm Flügelspannweite, Tausendfüßer, Spinnen, Skorpione und die ersten
Amphibien (Panzerlurche).
Die riesigen Wälder versanken in Mooren und verwandelten sich
im Lauf der Jahrmillionen unter Luftabschluss zu Steinkohle. Etwa
290 Millionen Jahre sind seit dem Karbon vergangen. Die Hälfte
aller Kohlenlager stammen aus dem Karbon. In Österreich wurde
seinerzeit Steinkohle z. B. am Schneeberg abgebaut.
Im Perm traten die ersten nacktsamigen Blütenpflanzen und erste
Reptilien auf. Am Ende des Paläozoikums starben massenhaft Arten
aus.
Die Erdurzeit (Präkambrium) ist der älteste und längste Abschnitt
der Erdgeschichte: Entstehung der Erdkruste, der Meere und der
ersten Lebewesen.
Die Erdaltzeit (Paläozoikum) begann vor etwa 570 Millionen und
endete vor 250 Millionen Jahren. Sie ist durch die wirbel­losen
Tiere und die „Blütezeit“ der Farnpflanzen gekennzeichnet. Die
wichtigsten Leitfossilien sind die Dreilapper.
Die Abschnitte des Paläozoikums:
Kambrium: Leben nur im Wasser. Ordovizium: Leben nur im Wasser, erste Kopffüßer, kieferlose Fische. Silur: erste Wirbeltiere
(Panzerfische), erste Landpflanzen (Nacktfarne). Devon: „Eroberung“ des Festlandes z. B. durch Quastenflosser. Im Wasser frühe
Ammoniten, diverse Fischgruppen. Karbon: Farne, baumförmige
Schachtelhalme und Bärlappe – Steinkohlenwald. Perm: erste
Reptilien, erste nacktsamige Blütenpflanzen. Massenaussterben
vieler Arten am Ende des Paläozoikums.
1 uAufbau der Erde: Bemale und bezeichne die Schichten in der Abbildung. Du kannst auch mit verschiedenfarbiger
Knetmasse ein Modell der Erde herstellen. Markiere jene Schicht, die besonders dünn ist.
2 uBastle aus einer Kartonscheibe
eine Erdzeituhr (Durchmesser etwa
20 cm). Beschrifte wie in der Abbil­
dung (12 bis 24 Uhr). Zusätzlich trägst du im Lauf der
nächs­ten Biologiestunden in der
Außenzone typische Pflanzen und/
oder Tiere der jeweiligen Epoche
ein.
24
23
13
14
22
15
21
20
16
19
17
18
3 uKreuze an, welche Aussagen stimmen.
Die Erde ist vor ca. 4,6 Millionen Jahren 5
entstanden.
Die Erdurzeit ist der längste Abschnitt der 5
Erdgeschichte.
5
Die Erdkruste ist in der Erdaltzeit entstan-
5
den.
Die Erde ist vor ca. 4,6 Milliarden Jahren entstanden.
5 Unser Sonnensystem hat 8 Planeten.
5 Unser Sonnensystem hat 9 Planeten.
ältesten Lebensspuren stammen von 5 Die
Algen und wirbellosen Tiere.
5
Die ältesten Lebensspuren stammen von Algen und Bakterien.
5
Die häufigsten Fossilien des Paläozoikums sind Trilobiten.
5
Die häufigsten Fossilien des Paläozoikums sind Fische.
Das Paläozoikum begann vor 1 Milliarde 5
Jahre.
Das Paläozoikum begann vor etwa 570 Mio. 5
und endete vor etwa 250 Mio. Jahren.
Im Ordovizium eroberten Lebewesen das 5
Festland.
Ordovizium lebten erste Kopffüßer im 5 Im
Wasser.
Erste Reptilien und nacksamige Blüten-
5
pflanzen entfalteten sich am Ende des Paläozoikums.
Erste Reptilien und nacksamige Blüten-
5
5 Steinkohle stammt aus dem Karbon.
pflanzen entfalteten sich am Anfang des Steinkohle
bildete
sich
vor
100
Mio.
Jahren.
Paläozoikums.
5
13
Erdzeitalter
Mesozoikum (Erdmittelzeit)
Im Zeitalter der Saurier
Die Erdmittelzeit, das Mesozoikum, ist das Zeitalter der Saurier.
Die Reptilien sind zwar schon im Karbon und Perm entstanden,
aber in den drei Perioden der Erdmittelzeit (Trias, Jura, Kreide) erreichten die Saurier den Höhepunkt ihrer Entwicklung.
1 Dreihornechse (Triceratops), Pflanzen fressender Landsaurier, rund 7 m lang
Im Laufe von Forschungsarbeiten wurden viele Skelette von sehr
großen Tieren entdeckt. Es gab aber auch kleinere Saurier unter 1 m
Größe. Länge und Höhe waren durch das Skelett bekannt. So konnte
man auch berechnen, dass ein 40 m langer Titanosaurus etwa 77 t
wog.
2 Dachechse (Stegosaurus), ein bis zu 9 m langer Pflanzen fressender Saurier
5 Oberschenkelknochen des größten bisher gefundenen Sauriers (Titanosaurier,
errechnete Größe: 40 m lang, 20 m hoch, 77 t schwer). Forscher entdeckten die
Fossilien im Süden Argentiniens.
3 Die Brachiosaurier erreichten ein Gewicht
von 70 t. Ihr Hals war bis 6 m lang. Sie verbrachten wahrscheinlich den Großteil ihres
Lebens am und im Wasser. Wasserpflanzen
waren die Hauptnahrung dieser Giganten.
Viele große Dinosaurier lebten im Wasser, das ihre massigen Körper auf Grund des Auftriebs trug. Manche waren sehr gut an diesen
Lebensraum angepasst – sie hatten an Stelle der Beine Flossen.
6 Fischsaurier (Ichthyosaurus)
4 Zu den sonderbarsten Reptilien sind die Flugsaurier (im Bild Pteranodon) zu zählen. Ihre
Flügelspannweite konnte 8 m erreichen. Sie
dürften vorwiegend über den Meeren gesegelt
sein und Fische gejagt haben.
14
7 Schlangenhalsechse (Elasmosaurus)
Am Ende der Kreide starben die Saurier aus – wir wissen nicht
genau warum. Vielleicht sind die wechselwarmen Tiere durch
Klimaänderung (starke Abkühlung) oder durch Katastrophen
(Meteoriteneinschläge) so geschädigt worden, dass sie von der Erde
verschwanden. Säugetiere und Vögel traten an ihre Stelle.
â Arbeitsblatt
S. 20
Erdzeitalter
1 Urvogel (Archäopteryx): Skelett und Abdruck des Gefieders, Rekonstruktion.
Der im Jura auftretende Archäopteryx war etwa taubengroß und besaß sowohl
Reptilien- als auch Vogelmerkmale. Er hatte z. B. einen Schnabel ähnlich einem
Vogel, trug aber noch Zähne wie Reptilien. Solche Tiere, die Merkmale zweier
Gruppen verbinden, nennt man Übergangsformen oder Brückentiere. Sie gelten
als ein Beweis für die Weiter- und Höherentwicklung, die Evolution der Lebewesen.
Im Mesozoikum erlangten nicht nur die Saurier, sondern auch die
Ammoniten den Höhepunkt ihrer Entwicklung. Aber gleich den
Sauriern verschwanden auch sie am Ende dieses Zeitalters. Ammoniten gehören zur Gruppe der Weichtiere und waren „Tintenfische“
im weiteren Sinn.
2 Die Ammoniten oder Ammonshörner wurden nach dem ägyptischen
Gott Ammon benannt, der immer mit
einem Widdergehörn dargestellt
wird. Sie bilden die Leitfossilien für
das Mesozoikum.
3 Ammonit (natürliche Größe 30 cm):
Die meis­ten Ammoniten trugen Kalkschalen, die in einer geschlossenen
Spirale aufgerollt waren. Die größten Ge­häu­se erreichten 2 m Durchmesser, die meisten blieben aber nur
einige Zentimeter groß.
Das Mesozoikum begann vor etwa 250 Millionen und endete vor
ca. 65 Millionen Jahren. Es war durch die Blütezeit der Reptilien
(Saurier) und der nacktsamigen Blütenpflanzen gekennzeichnet.
Die wichtigsten Leitfossilien sind die Ammoniten.
Trias: Erste Säugetiere treten auf.
Jura: Auftreten des Urvogels und von Eier legenden Säugetieren
Kreide: Auftreten von Beuteltieren und von bedecktsamigen Blütenpflanzen
4 Das Mesozoikum war die Blütezeit der Nacktsamer (Nadelhölzer). Zwischenformen von
Farn- und Samenpflanzen: Bild oben Zapfenpalme, Bild unten: Ginkgo
5 Der Ginkgo ist ein lebendes Fossil. Er wächst
z. B. im Wiener Rathauspark.
6 Muscheln und Schnecken des Mesozoikums
sind wichtige Leitfossilien.
1 u Fasse die Typen der Saurier zu- sammen und vergleiche sie mit Säugetier­en der Gegenwart.
2 u Trage in eine Tabelle Unterschie­
de zwischen nackt­samigen und
bedecktsamigen Blütenpflanzen
ein.
3 u Notiere Tiere der Erdaltzeit, die zu
Beginn der Erdmittelzeit ausgestor­
ben waren.
4 u
Erkläre, zwischen welchen Wir­
beltiergruppen der Urvogel eine
Zwischen­stellung einnimmt.
Erkundige dich, wo er in Europa
gefunden wurde.
15
Ein Referat vorbereiten und halten
(als Beispiel: der Raubsaurier Tyrannosaurus rex)
Vorbereitung:
î
î
Erkundige dich nach der Redezeit (meist 5 bis 10 Minuten)
Recherchiere
•
Beginne rechtzeitig Informationen und Anschauungsmate-
rial zu sammeln.
•
Suche in Schulbüchern, Fachbüchern, Lexika, Zeitschriften,
Zeitungen (Schulbibliothek) und im Internet *.
* Achtung! Verwende nicht nur „wikipedia“. Nicht alle Quellen
im Internet sind verlässlich. Verwende Seiten von Universitäten,
Zeitschriften, Rundfunk und Fernsehen.
Material sichten und auswählen:
î
1 Tyrannosaurus rex
î
1. Thema: Tyrannosaurus rex,
ein fleischfressender Saurier
2. Bedeutung der Saurier
Grenze dein Thema ein
•
Kläre Begriffe, die du nicht verstanden hast (z. B. im Lexikon)
•
Überlege, was deine Mitschülerinnen und Mitschüler nach
deinem Referat unbedingt wissen sollten (z. B. Größe, Zeit-
alter, Bedeutung, Aussterben)
Bereite Anschauungsmaterial vor
•
Plakat(e)
•
Tafelbild
•
eventuell Präsentation mit einem Computerprogramm
Erstellen einer Gliederung:
î
î
3. Zeit, in der er lebte
4. Körperbau, -haltung,
Größe
5. Lebensweise
6. Wo gefunden
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7. Zusammenfassung
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Notiere auf Karteikarten oder einer Liste mit Stichworten:
Einleitung
•
Thema
•
Bedeutung des Themas
Hauptteil
•
Überblick über die einzelnen Abschnitte
•
Information 1, 2, 3 ...
Schluss
•
Beispiel für die Gliederung eines Referates
kurze Zusammenfassung
Übe dein Referat z. B. vor den Eltern, vor Freunden oder vor dem
Spiegel.
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Trage frei vor (nicht auswendig lernen oder vorlesen).
Rede nicht zu schnell.
Verwende keine Fach- und Fremdwörter, die du nicht erklärst.