Paläontologie: Wissenschaft der Lebewesen früherer Erdepochen

Def.  Fossilien: Reste von Lebewesen früherer Erdepochen, die chemisch oder physikalisch konserviert wurden.  
z.B. durch:

  • Bernstein (Baumharz), Kälte (Eismumien), im Moor(Gerbsäuren)

  • Knochenfunde (Knochen und Zähne),

  • Sedimentabdrücke

  • echte Versteinerungen d.h. Inkrustierung von Mineralien in Gewebeà Erhaltung der anatomischen Strukturen in Stein).
Wahlthema:      Altersbestimmung von Fossilien

Es gibt 2 Methoden: 

a)    Relative Altersbestimmung:  Stratigraphische Methode:

Diese Methode beruht darauf, dass nicht das Alter des Fossils direkt bestimmt wird, sondern indirekt dadurch, indem man das Alter der geologischen Schicht bestimmt, in der das Fossil gefunden wurde.

 Problem: In Steinbrüchen oder Flussbetten sind Fossilien oft nicht mehr einer geologischen Schicht zuzuordnen.

b)   Absolute Altersbestimmung:
  direkte Altersbestimmung durch physikalisch-chemische Gesetzmäßigkeiten

 Beispiel:    Die    14C-Methode = Radiokarbonmethode:

Erläuterung:
Es gibt neben dem "normalen" C-Atom ein instabiles Kohlenstoffatom = 14C-Isotop, das unter Aussendung von Beta-Strahlung zu Stickstoff (=14N) zerfällt. Durch  kosmische Strahlung wird das 14C-Isotop ständig in der Atmosphäre aus Stickstoff neu gebildet. Dieses 14C wird von Pflanzen assimiliert(als CO2), und von Tieren, die Pflanzen fressen, aufgenommen.à alle Lebewesen enthalten so lange sie leben (Nahrungsaufnahme und Ausscheidung) einen konstanten Anteil an    14C. Mit dem Tod eines Lebewesens beginnt die „radioaktive Uhr zu ticken“, d. h. ab jetzt zerfällt das vorhandene  14C mit statistischer Wahrscheinlichkeità mit einer Halbwertszeit von  5.730 Jahren (ca. 6.000)  d. h. nach 5.730 Jahren ist die Hälfte des  14C zerfallen. Nach 11.400 Jahren ist wiederum die Hälfte d.h. ¾ zerfallen....

Um das Alter eines Fossils zu bestimmen muss man also den verbliebenen 14C-Gehalt messen und aus der Abnahme das Alter berechnen.

Einschränkung dieser Methode:  

1)      Man muss C-haltige Reste finden (Knochen,Leder, Haut, Haare)

2)      Durch die „kurze“ Halbwertszeit von „nur“ 6.000 Jahren ist die Methode nur bis ca. 60.000 Jahre alte Fossilien brauchbar.à Nicht brauchbar für Fossilien, die Millionen Jahre alt sind z.B. Saurier!
Ausweg:
 Man nimmt andere radioaktive Isotope, die eine wesentlich längere Halbwertszeit haben, d. h. langsamer zerfallen, z. B. Kalium- oder Uran-Isotope (siehe Arbeitsblatt).

3)      Der 14C-Gehalt in der Atmosphäre muss auch früher vergleichbar gewesen sein,à stimmt nur mit Einschränkungen, à Schwankungen werden aus fossilen Eisproben (Eiskerne) berücksichtigt.  

4)      Verunreinigungen mit heutigem Kohlenstoff kann die Messung verfälschen, z. B. fossiles
Leder mit heutigem Melkfett (Fossil wird dadurch zu jung berechnet).
Ergebnisse des Vergleichs fossiler Baupläne:

1)     Je älter die Fossilien desto weniger komplex ihr Aufbau; à wichtiges Prinzip beim Aufstellen eines Fossilienstammbaums

2)      Man findet viele Lebewesenarten, -gattungen, die ausgestorben sind. Einige Arten existierten nur eine „kurze“ Erdperiode lang und sind dann ausgestorben:

Def. Leitfossil:
 Lebewesenart, die nur in einer „relativ kurzen“ Erdepoche lebte und deshalb als „Zeitmarke“ für andere Fossilien dienen kann. z.B.

Ammoniten und Belemniten (fossile Tintenfische, ausgestorben vor ca. 60 Mio Jahren)
Trilobiten (Urinsekten, ausgestorben vor ca. 300 Mio Jahren)

3)      Man findet fossile Bindeglieder zwischen heute getrennten Tierklassen, die als Beweis für gemeinsame Ahnen dienen: 

Def.: Brückentier: Fossile Lebewesenart, die Merkmale zweier unterschiedlicher Tierklassen in sich vereinigt und deshalb als Ahnenform gedeutet werden.
a) Ichthyostega: (ca. 0,96m)
Brückentier zwischen Fisch und Amphib, das vermutlich die Eroberung des Landes schaffte.

Alter ca. 400 Mio.

 

Fischmerkmale: Flossensaum, Schuppen
Amphibienmerkmale: 4 Extremitäten, Schulter- und Beckengürtel,  Schädelform, Lungen .            

b)     Urvogel (Archaeopteryx):

 

Brückentier zwischen Vogel und Reptil.

 

Reptilienmerkmale:

  •  Zähne,

  •  Krallen an den Fingern, 

  •  Schwanzwirbelsäule

  •  

Vogelmerkmale: 

  •  Federn

  • Vogelschädel

  • Vogelbecken

c)     Cynognathus:

 

Brückentier zwischen Reptil und Säuger.

Reptilienmerkmale:  Reptilienschwanz, Körperbau

Säugermerkmale:               Säugetierzähne

 

4)     Def. Lebende Fossilien:  
Heute lebende (=rezente) Arten, die sich seit Jahrmillionen kaum verändert haben, da sie in Lebensräumen überlebt haben, die sich ebenfalls kaum verändert haben,   
z. B.:Latimeria (Quastenflosser):    
        Tiefseefisch (Madagaskar), der fossilen Quastenflossern (zu denen auch Ichthyostega zählt), sehr ähnlich ist. (Lungenfisch mit "Ärmchen und Beinchen")

Schnabeltier:(Australien) 
 Ursprüngliches Säugetier, das die Abstammung von Reptilien beweist.

Reptilienmerkmale: eierlegend, Kloake       Säugermerkmale: Milchdrüsen, Haare

Nautilus:  
 Ursprünglicher Tintenfisch, ähnlich wie Ammoniten  (gedrehte Kalkschale )

Pflanzen:  

Gingko: Bindeglied zwischen Nadelbaum und Laubbaum.
ABI-Skizze:     Stammbaum der Wirbeltiere:

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