Federn könnten Dinosauriern geholfen haben, ihre erste Apokalypse zu überleben

Dinosaurier beherrschten die Erde während der Jurazeit. Aber zuerst mussten sie es durch das Ende der Welt schaffen.

Die meisten Geologen vermuten, dass gewaltige Vulkanausbrüche für das Massenaussterben am Ende der vorangegangenen Trias verantwortlich waren. Diese Katastrophe spuckte riesige Mengen an Gasen aus, von denen Geologen vermuten, dass sie das globale Klima veränderten und zum Aussterben von fast 80 Prozent des Lebens auf dem Planeten führten – obwohl die Dinosaurier irgendwie überlebten und später gediehen. Wissenschaftler wissen, dass die meisten Artensterben unter Meereslebewesen stattfanden, aber wie genau sich das Massensterben auf das Leben an Land auswirkte, ist seit langem ein geologisches Rätsel. In jüngerer Zeit beinhaltete dieses Rätsel die Frage, ob die harten Bedingungen, die die Dinosaurier überlebten, eine globale Hitzewelle oder ein Kälteeinbruch waren. Jetzt stützen neue Beweise für die Existenz von Eisseen – die neben versteinerten Dinosaurier-Fußabdrücken gefunden wurden – die letztere Idee und legen nahe, dass das Überleben der Dinosaurier ihre Fähigkeit gewesen sein könnte, der Kälte eines bösartigen vulkanischen Winters zu trotzen.

Es gibt keine direkte Möglichkeit, das Wetter zu messen, dem die Dinosaurier vor etwas mehr als 200 Millionen Jahren ausgesetzt waren, als genug Lava, um den Grand Canyon 500 Mal zu füllen, über das Zentrum des Superkontinents Pangaea stürzte. Gleichzeitig strömten riesige Mengen Kohlendioxid und Schwefel aus den Vulkanen und säten Klimachaos. Das gesamte Kohlendioxid trug dazu bei, Meeresbewohner zu töten, indem es das Meer zu sauer machte, wie durch chemische Veränderungen in Muscheln und Knochen, die von Meeresorganismen zurückgelassen wurden, belegt wurde. Geologen haben lange angenommen, dass das Treibhausgas auch die globalen Temperaturen erhöht hat, was landbewohnende Arten gestresst haben könnte. Die Todesursachen an Land sind in den geologischen Aufzeichnungen jedoch nicht so klar wie für die Meere, und es könnten andere wichtige Klimaprozesse im Spiel gewesen sein.

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Schwefel aus ausbrechenden Vulkanen kann winzige reflektierende Tröpfchen in der Atmosphäre bilden, die das Sonnenlicht zurück in den Weltraum werfen, den Planeten abkühlen und möglicherweise zu einem kurzlebigen „vulkanischen Winter“ führen. Menschen haben diesen Effekt bei viel jüngeren Ereignissen aus erster Hand beobachtet, beispielsweise bei der weltweiten Periode kühlerer Bedingungen nach dem Ausbruch des Mount Pinatubo auf den Philippinen im Jahr 1991. Am katastrophaleren Ende des Spektrums deuten Computersimulationen jedoch darauf hin, dass ein durch Vulkane verursachter Winter am Ende der Trias die Temperaturen um bis zu 10 Grad Celsius hätte senken können – vielleicht sogar die Heizwirkung von Kohlendioxid überwältigend.

Um festzustellen, ob sich an Land wärmende oder kühlende Einflüsse durchgesetzt haben, verlassen sich Geologen auf klimasensitive Prozesse, die Hinweise im Gestein hinterlassen können. Zu den Methoden gehört die Suche nach den versteinerten Überresten der Vorfahren moderner kälteintoleranter Pflanzen, die sich mit sich ändernden klimatischen Bedingungen zum Äquator hin oder vom Äquator weg verschieben. Aber unser Verständnis von alten Pflanzen ist begrenzt. Geologen haben die Überreste von üppigen, mit Farn bewachsenen Wäldern auf fast ganz Pangaea gefunden, sogar in der Nähe der Pole, und es wird immer noch darüber diskutiert, ob dies auf ein warmes oder kühles Klima hindeutet. Glücklicherweise gibt es auch einige direktere Fingerabdrücke kalter Temperaturen.

Wenn sich am Rand eines Sees Eis bildet, können Steine ​​und Schmutz am Ufer darin einfrieren. Wenn dieses Eis abbricht und in tieferes Wasser schwimmt, schmilzt es und lässt Sand oder Kieselsteine ​​fallen, die eine Fahrt verhindert haben könnten. Wenn Geologen also Küstensand oder Kies im uralten Seeschlamm entdecken, kann dies auf die Arbeit des Eises hindeuten.

In einer neuen Studie, die am Freitag in veröffentlicht wurde Wissenschaftliche Fortschritteentdeckten Forscher dieses verräterische Muster in uralten Gesteinen am Boden des Sees aus dem Junggar-Becken, einem Gebiet im heutigen Nordwesten Chinas, das früher nördlich des Polarkreises und Teil von Pangaea lag.

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Diese Beweise für Eis treten in denselben Gesteinsschichten auf, in denen es viele erhaltene Dinosaurier-Fußabdrücke gibt, was darauf hindeutet, dass arktische Dinosaurier die Ufer des alten Sees selbst unter eisigen Winterbedingungen durchstreiften. „Menschen finden schon seit sehr langer Zeit Polardinosaurier. Was anders ist, ist, dass sie keine Beweise dafür haben [polar regions] Einfrieren“, sagt Studienkoautor Paul Olsen, ein Geologe und Paläontologe der Columbia University. „Wir haben Dinosaurier-Fußabdrücke gefunden, die mit diesen saisonal gefrierenden Seeablagerungen in Verbindung stehen.“

Basierend auf evolutionären Verbindungen zwischen Dinosauriern, die in der späten Trias lebten, und späteren Dinosauriern, Flugsauriern und modernen Vögeln mit Federn, argumentieren Olsen und sein Team, dass die Dinosaurier, die diese Kälteperiode überlebten, auch isolierende Federn und Fasern hatten. (Letztere sind uralte federähnliche Strukturen, die einem einzelnen langen Haar ähneln.) Dieses Szenario würde eine frühere Entwicklung von Dinosaurierfedern bedeuten, als in einem eindeutigen Fossilienbestand gesehen wurde. Aber es stimmt mit einer Theorie überein, dass es eine frühe, einzelne Evolution von Federn bei Dinosauriern gab, die von anderen Paläontologen unterstützt wird.

Für Olsen helfen Dinosaurier, die sich einen Kälteeinbruch am Ende der Trias zunutze machen, um dominant zu werden, auch anderen Mustern im Fossilienbestand, die ihren Platz finden. Längst ausgestorbene Krokodil-Verwandte namens Pseudosuchianer dominierten die warmen Tropen der späten Trias, und es gibt keine Hinweise auf Federn in ihrem evolutionären Stammbaum. Paläontologen glauben, dass sich Pseudosuchianer wie moderne Reptilien daran angepasst haben, Wasser zu sparen – und daher wahrscheinlich die heißen und trockenen Bedingungen überlebt hätten, wenn vulkanisches Kohlendioxid eine Hitzewelle verursacht hätte. Aber die Skelette und Fußabdrücke dieser Reptilien verschwinden nach dem Ende der Trias so gut wie aus dem Fossilienbestand, was Olsen zu der Annahme veranlasst, dass sie sich nicht durch einen vulkanischen Winter hätten warm halten können. „Es bricht wirklich sehr einfach zusammen“, sagt Olsen. „Alles, was an Land nicht isoliert war, ist ausgestorben.“

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„Es ist eine wirklich aufregende Hypothese, dass diese Abkühlung vielleicht tatsächlich das Aussterben an Land verursacht hat, aber ich denke, da gibt es noch viel mehr herauszufinden“, sagt Randy Irmis, ein Paläontologe an der Universität von Utah, der an dieser Studie aber nicht beteiligt war hat in der Vergangenheit mit Olsen zusammengearbeitet. „Das schwierigste Problem besteht darin, all diese Klimaeffekte zu entwirren und zu versuchen, Zusammenhänge zwischen potenziellen Tötungsmechanismen und bestimmten Gruppen von Organismen aufzuklären.“

Weitere Dinosaurier rund um die ehemaligen Pole von Pangaea und deutlichere Anzeichen niedriger Temperaturen außerhalb des Junggar-Beckens zu finden, ist der Schlüssel, um genau herauszufinden, unter welchen Bedingungen die Pseudosuchianer ums Leben kamen – und was es den Dinosauriern ermöglichte, das Ende der Trias zu überleben. „Es wäre schön, diese Art von Beweisen in anderen polaren geografischen Regionen zu sehen“, sagt Kliti Grice, eine organische Geochemikerin an der Curtin University in Australien, die nicht an der neuen Studie beteiligt war, aber mit Olsen an anderen Aspekten der Studie gearbeitet hat Aussterben am Ende der Trias. „Sie haben einen Standort; es könnte das Wetter oder eine saisonale, örtliche Sache sein. Sie müssen wissen, dass es weiter verbreitet ist.“ Aber die Implikationen gehen über das Verständnis nur dieses Aussterbeereignisses hinaus. „Auch wenn Sie sich nicht ein Jota um Dinosaurier kümmern, verstehen Sie die sechs Massensterben [including the current, ongoing one] die mit dem plötzlichen Klimawandel in Verbindung gebracht werden, ist überaus wichtig, um zu verstehen, wohin wir in der Zukunft gehen“, sagt Irmis. „Das können wir nur, wenn wir uns die geologischen Aufzeichnungen ansehen.“

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