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Eine „Prozession“ von Trilobiten

Trilobiten
Trilobiten der Art Ampyx priscus im Gänsemarsch (Bild: Jean Vannier, CNRS / ENS de Lyon / Université Claude Bernard Lyon 1)

Prozessionsspinner tun es, Langusten und auch Wüstenheuschrecken: Viele Gliedertiere finden sich zu großen Gruppen oder sogar säuberlichen Reihen zusammen – beispielsweise zur Paarungszeit oder Wanderung. Doch wie weit zurück reicht diese Form des kollektiven Verhaltens? Ein Fossilfund in Marokko liefert dazu nun einen der ältesten Belege. In 480 Millionen Jahre altem Sedimentgestein haben Paläontologen Dutzende von Trilobiten entdeckt, die einst im Gänsemarsch über den Meeresgrund krabbelten. Sie bilden mehrere gerade Reihen von Tieren etwa gleichen Alters und gleicher Ausrichtung. Wozu diese „Prozessionen“ dienten, können die Forscher bislang nur vermuten.

Schon früher haben Paläontologen immer wieder einmal Fossilien urzeitlicher Gliedertiere gefunden, die in Gruppen zusammenlagen oder sogar Reihen bildeten. Auch von Trilobiten, einer vor 250 Millionen Jahren ausgestorbenen Arthropodengruppe, sind solche Ansammlungen bekannt. Weil zumindest einige dieser Fossilfunde von zahlreichen abgelegten Panzern umgeben waren, vermuteten Wissenschaftler, dass diese Tiere sich zur gemeinsamen Häutung versammelten. Andere Funde schienen dagegen eher auf Fraßgemeinschaften hinzudeuten. „Vielen dieser dokumentierten Fälle von linearen oder multidirektionalen Clustern fehlen aber für die Interpretation wichtige Informationen, beispielsweise zur Sedimentumgebung, in der diese Tiergruppen lebten und begraben wurden“, erklären Jean Vannier von Universität von Lyon und seine Kollegen. Dadurch ließ sich nicht eindeutig feststellen, ob es sich um echtes kollektives Verhalten handelte oder ob diese Fossilien möglicherweise sogar erst nach ihrem Tod zu solchen Ansammlungen zusammengespült wurden.

Trilobiten im Gänsemarsch

Anders ist dies bei dem aktuellen Fund. Vannier und sein Team entdeckten bei Ausgrabungen im Südosten Marokkos mehrere Reihen von Trilobiten aus der Zeit vor 480 Millionen Jahren. Die im feinkörnigen Sediment der Fezouata-Formation eingeschlossenen Gliedertiere sind trotz ihres hohen Alters gut erhalten, wie die Forscher berichten. Bei den versteinerten Wesen handelt es sich um adulte Vertreter der Spezies Ampyx priscus, einem 16 bis 22 Millimeter langen Trilobiten mit kräftigem Kopfstachel und zwei langen, nach hinten gebogenen Seitenstacheln am Panzer. Das Besonders jedoch ist ihre Anordnung: Die Trilobiten bilden Reihen von drei bis 22 Tieren, die wie im Gänsemarsch hintereinander herzulaufen scheinen. „Der Abstand zwischen den einzelnen Individuen ist relativ kurz und überschreitet nur selten die doppelte Körperlänge“, berichten Vannier und seine Kollegen. „Häufig sind die Tiere über ihre langen Stacheln in direktem Kontakt miteinander.“

Die große Frage war nun, ob diese Reihen zufällig entstanden sind oder ob sie Ausdruck eines koordinierten Kollektivverhaltens sind. Aus der Untersuchung des umgebenden Sediments schließen die Forscher, dass diese Trilobiten einst nicht in unterirdischen Gängen liefen, sondern auf der Oberfläche. Zudem gibt es keine Hinweise auf Rinnen im damaligen Meeresgrund, in die Wasserströmungen die Tiere nach ihrem Tod hineingespült haben könnten. Vannier und seine Kollegen gehen daher davon aus, dass diese Trilobiten schon zu Lebzeiten absichtlich diese Reihen bildeten. Erhalten blieb diese Anordnung wahrscheinlich deshalb, weil ein starker Sturm das Sediment aufwirbelte und die Tiere noch im Krabbeln unter Schlamm und Sand begrub. „Eine Aufwärtsverlagerung der sauerstoffarmen Zone erzeugte dann fast sofort tödliche Bedingungen rund um die Tiere und konservierte ihre Kadaver unter anoxischen Bedingungen – das hemmte den Abbau durch Aasfresser und andere Degradationsprozesse“, erklären die Forscher.

Echtes kollektives Verhalten

Nach Ansicht von Vannier und seinem Team spricht daher einiges dafür, dass diese Trilobiten ein echtes kollektives Verhalten zeigten. „Wir gehen davon aus, dass diese linearen Ansammlungen von Ampyx priscus durch die koordinierte Bewegung der Einzeltiere gebildet wurden“, sagen die Forscher. „Das deutet auf ein kollektives und synchronisiertes Verhalten hin.“ Da die Ampyx-Trilobiten blind waren, könnten sie sich über chemische und mechanische Reize untereinander verständigt und koordiniert haben. Warum sich die Tiere zu diesen Reihen ausrichteten, ist allerdings noch unklar. Weil sich bei den Fossilien keinerlei Hinweise auf abgeworfene Häute finden, schließen Vannier und sein Team eine kollektive Häutung eher aus. Auch gemeinschaftliches Fressen erscheint ihnen aufgrund der Gänsemarsch-Formation der Trilobiten eher unwahrscheinlich.

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Stattdessen vermuten die Forscher, dass entweder die Fortpflanzung oder aber physikalische Stressfaktoren wie die Sturmturbulenzen die Tiere dazu gebracht haben, diese Reihen zu bilden. „Das Laufen in Schlangen verringert den hydrodynamischen Sog und spart so Energie“, erklären Vannier und seine Kollegen. „Zudem könnte diese Schlangenbildung Prädatoren verwirren und so das Risiko für Angriffe verringern.“ Damit belegten die Ampyx-Fossilien, dass das kollektive Verhalten bei Arthropoden sehr tiefe Wurzeln besitze, die bis in das frühe Erdaltertum zurückreichen, so die Forscher. „Der Fund zeigt, wie ein 480-Millionen Jahre alter Euarthropode seine neuronale Komplexität dazu nutzte, sich vorübergehend kollektiv zu verhalten – möglicherweise zur Fortpflanzung oder ausgelöst durch Umweltreize.“ Schon die frühen Gliedertiere waren demnach weit genug entwickelt, um die damit verbundenen anspruchsvollen Sinnesleistungen zu besitzen und untereinander kommunizieren zu können.

Quelle: Jean Vannier (Université de Lyon, Villeurbanne) et al., Scientific Reports, doi: 10.1038/s41598-019-51012-3

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