// SCINEXX — SPAZIO & SCIENZA
Nach dem Perm-Trias-Massenaussterben gab es zwei Wege der Erholung
Nach dem Perm-Trias-Massensterben vor rund 252 Millionen Jahren erholten sich Meeresgruppen offenbar nicht nach demselben Muster. Eine Analyse von Ammoniten, Armfüßern und Muschelkrebsen zeigt zwei Wege, die entweder verlorene Formenräume wieder auffüllten oder neue Formen und ökologische Nischen erschlossen. Morphologische Innovation könnte dadurch die langfristige Diversifizierung begünstigt haben.
Wuhan (China). Das Perm-Trias-Massensterben löschte mehr als 80 Prozent der damaligen Meeresarten aus und veränderte die marinen Ökosysteme tiefgreifend. Frühere Fossilfunde hatten bereits gezeigt, dass komplexe Lebensgemeinschaften schneller zurückkehrten als lange angenommen, doch die langfristigen Wege einzelner Tiergruppen blieben schwer vergleichbar.
Die neue Untersuchung verbindet deshalb die Zahl der Gattungen mit ihrer morphologischen Vielfalt, also mit den Unterschieden der Körperformen innerhalb einer Gruppe. Damit lässt sich unterscheiden, ob Überlebende nach der Katastrophe vor allem verlorene Formen erneut besetzten oder tatsächlich neue Bereiche des möglichen Formenraums erschlossen.
Forscher der China University of Geosciences (CUG) um Prof. Haijun Song haben die Entwicklung von Ammoniten, Armfüßern und Muschelkrebsen vom späten Perm bis in die mittlere Trias untersucht. Für die morphologische Analyse erfasste das Team 647 Gattungen, was 92,0 Prozent aller in seinem Trias-Datensatz berücksichtigten Gattungen dieser drei Gruppen entspricht.
Mit dem auf Deep Learning beruhenden Werkzeug DeepMorph ließen die Wissenschaftler Formmerkmale aus Fossilabbildungen automatisch erfassen und anschließend mit geometrischer Morphometrie auswerten. Statistische Verfahren auf Basis weltweiter Fossilfunde rekonstruierten zusätzlich Entstehungs- und Aussterberaten sowie die zeitliche Entwicklung der taxonomischen Vielfalt, während Simulationen verschiedene denkbare Erholungsmuster für Formen- und Gattungsvielfalt verglichen. Die statistische Zeitreihe reichte vom jüngsten Perm bis in die mittlere Trias. Für die Diversitätsmodelle nutzten die Forscher zusätzlich weiter gefasste Funddaten, um Randeffekte an den Zeitgrenzen zu verringern.
Bei Ammoniten und Armfüßern erkennt die Studie vor allem ein Wiederauffüllen des zuvor geleerten Formenraums, das weitgehend parallel zur taxonomischen Erholung verlief. Neue Gattungen besetzten nach und nach Bereiche, die vor dem Massensterben bereits vorhanden gewesen waren, während die morphologische Innovation begrenzt blieb und nur ein Teil der früheren Vielfalt zurückkehrte.
Anders verlief die Entwicklung bei den Muschelkrebsen, die ihren Formenraum während der frühen und mittleren Trias rasch erweiterten und nach Einschätzung der Autoren eine adaptive Radiation durchliefen. Damit ist eine schnelle evolutionäre Auffächerung in neue Formen und ökologische Nischen gemeint. Statt überwiegend verlorene Baupläne wieder zu besetzen, erschlossen die Muschelkrebse neue morphologische Möglichkeiten und erweiterten in der Folge auch ihre ökologischen Nischen deutlich.
Dieser Unterschied wirkte weit über die unmittelbare Erholungsphase hinaus, denn die taxonomische Vielfalt der Muschelkrebse übertraf laut Studie im Jura schließlich sogar das Niveau vor dem Massenaussterben. Bei Ammoniten und Armfüßern blieb die Erholung dagegen stärker an den bereits vor der Katastrophe vorhandenen Formenraum gebunden.
Die Ergebnisse sprechen dafür, dass die schnelle Entstehung neuer Formen nach einer biologischen Krise langfristige Folgen für die Vielfalt einer Tiergruppe haben kann. Wenn neue Körperformen zusätzliche Lebensweisen ermöglichen, können sich neue ökologische Nischen öffnen und damit Bedingungen entstehen, unter denen die taxonomische Vielfalt später weiter wächst.
Die Analyse belegt allerdings keinen einfachen Ursache-Wirkungs-Zusammenhang, weil sie Fossildaten, statistische Rekonstruktionen und Simulationen über sehr lange Zeiträume miteinander verknüpft. Der Vergleich zeigt dennoch, dass das bloße