Projekt Plankton

Artbildung von marinem Plankton in der Erdneuzeit

Untersuchungen der Veränderungen von Schalen ausgewählter planktonischer Foraminiferen durch die geologische Zeit seit 8 Millionen Jahren vor heute. Untersuchungen der weltweiten Variation von Planktonschalen in den modernen Ozeanen. Einsatz von digitaler Bildverarbeitung und Vermessung der Schalen mit Hilfe des Computers.


Forschungsgruppen
PD Dr. Michael Knappertsbusch (Projektleiter, Naturhistorisches Museum Basel)
Kevin Brown (Doktorand, Naturhistorisches Museum Basel)


Die Erdneuzeit (von vor 65 Millionen Jahren bis heute) ist ein Zeitbereich, in welchem sich die Ozeane, ihre Strömungsmuster, und ihre vertikale Struktur stark verändert hatten. Plattentektonische Veränderungen, abwechselnde Warm-, Kalt- und Eiszeiten, sowie die Entstehung der Eiskappen in der Antarktis (vor etwa 33-34 Millionen Jahren) und in der Arktis (Beginn hauptsächlich vor etwa 3.5-3 Millionen Jahren) führten zu zeitlich abgestuften, weltweiten Umschichtungen und Umverteilung von ozeanischen Wassermassen. Die dadurch entstandenen neuen marinen Oekosysteme und Nischen beschleunigten nicht nur die Anpassung und Evolution zahlreicher planktonischer Lebewesen, sondern führten auch zum Aussterben vieler Arten. Insbesondere die kalk- und kieselschalenbildenden einzelligen Lebewesen, welche die oberen Wasserschichten der Meere bevölkern, sind ideale Untersuchungsobjekte dieser Vorgänge. Ihre Schalen finden sich in ungeheuerlich grosser Anzahl in den Ablagerungen der Meere wieder. Die Veränderlichkeit dieser Schalen über die geographischen Breiten und über Jahrmillionen der Entwicklungsgeschichte hinweg bieten uns einserseits ein fantastisches Archiv weltweiter Klimaveränderungen und andererseits ein natürliches Laboratorium um die Ursachen und Pfade der Evolution besser zu verstehen. Ein solches Verständnis ist von grosser Wichtigkeit, denn Evolution ist der zentrale Prozess der Artbildung und somit die Wiege für Artenvielfalt.

In diesem Zusammenhang haben wir die planktonische Foraminiferenart Globorotalia menardii (=planktonisch lebendes, einzelliges Tierchen mit einer Kalkschale) ausgewählt, um an ihrem Beispiel die Vorgänge der Artbildung zu untersuchen. Aus Bohrkernproben gewonnenen Proben isolieren wir die Schalen und vermessen diese mit Hilfe spezieller Computerprogramme. Bisher wurden die Schalen aus zwei Bohrlöchern im Detail untersucht: Eines befindet sich Columbia Becken in der Karibik, das andere ist im äquatorialen Ostpazifik. Diese Orte erlauben uns die Entwicklungsgeschichte im Globorotalia menardii Artenkomplex aufzuschlüsseln und den besonderen Einfluss der Schliessung der ehemaligen Meeresverbindung zwischen Karibik und Pazifik vor etwa 2-3 Millionen Jahre zu untersuchen.


Foto: Raster Elektronen Mikroskop Aufnahme einer Formaminifere
Foraminifere Globorotalia menardii (=planktonisch lebendes, einzelliges Tierchen mit einer Kalkschale), Raster-Elektronen Mikroskop-Aufnahme © ZMB Universität Basel.



Doktorarbeit Kevin R. Brown

Gleichzeitig untersuchen wir in einer Doktorarbeit am NMB den Einfluss von Umweltparametern wie Wassertemperatur, Salzgehalt, Nahrungsangebot, Saisonalität auf die Grösse und Form der Schalen von heute noch lebenden Vertretern der Globorotalia menardii Gruppe. Die Untersuchungstechniken sind dieselben, wie wir sie auf die fossilen Formen anwenden. Dadurch können wir Rückschlüsse ziehen, welche Veränderungen der Schalenmorphologien auf Umweltveränderungen zurückzuführen sind, und welche Anteile der Schalenmorphologie mit anderen Prozessen erklärt werden müssen.


Kontakt
Naturhistorisches Museum Basel
Dr. Michael Knappertsbusch
Konservator Geowissenschaften
Augustinergasse 2
Postfach
CH-4001 Basel

Tel +41 61 266 55 64
Fax +41 61 266 55 46
E-Mail michael.knappertsbusch@bs.ch