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Trauben sind seit Jahrtausenden eng mit der Menschheitsgeschichte verbunden und bildeten die Grundlage für die Weine, die unsere Vorfahren vor Tausenden von Jahren produzierten. Dies wäre jedoch möglicherweise nicht der Fall gewesen, wenn die Dinosaurier nicht von der Erde verschwunden wären, heißt es in einer neuen Studie.
Als vor 66 Millionen Jahren ein Asteroid die Erde traf, vernichtete er riesige, schwere Tiere und ebnete den Weg für das Gedeihen anderer Lebewesen und Pflanzen.
Die Entdeckung versteinerter Traubenkerne in Kolumbien, Panama und Peru, die zwischen 19 und 60 Millionen Jahre alt sind, gibt Aufschluss darüber, wie diese bescheidenen Früchte in den dichten Wäldern der Erde Fuß fassen und sich schließlich auf globaler Ebene etablieren konnten. Laut einer am Montag in der Zeitschrift Nature Plants veröffentlichten Studie über die Exemplare ist einer der neu entdeckten Samen das älteste Exemplar einer Pflanze aus der Familie der Weintrauben, die in der westlichen Hemisphäre gefunden wurde.
„Dies sind die ältesten Trauben, die jemals in diesem Teil der Welt entdeckt wurden, und sie sind einige Millionen Jahre jünger als die ältesten Trauben, die jemals auf der anderen Seite des Planeten entdeckt wurden“, sagte Fabiany Herrera in einer Erklärung und stellvertretender Kurator für Paläobotanik am Field Museum am Negaunee Integrative Research Center in Chicago. „Diese Entdeckung ist wichtig, weil sie zeigt, dass sich Weintrauben nach dem Aussterben der Dinosaurier tatsächlich auf der ganzen Welt auszubreiten begannen. »
Ähnlich wie das Weichgewebe von Tieren sind Früchte selbst im Fossilienbestand nicht gut erhalten. Aber die Samen, die eher versteinern, können Wissenschaftlern helfen, zu verstehen, welche Pflanzen in verschiedenen Stadien der Erdgeschichte vorhanden waren, den Baum des Lebens zu rekonstruieren und Ursprungsgeschichten zu ermitteln.
Die ältesten bisher entdeckten Traubenkernfossilien wurden in Indien gefunden und sind 66 Millionen Jahre alt, etwa aus der Zeit, als die Dinosaurier ausstarben.
„Wir denken immer an die Tiere, die Dinosaurier, denn sie waren am stärksten betroffen, aber das Aussterben hatte auch große Auswirkungen auf die Pflanzen“, sagte Herrera. „Der Wald hat sich auf eine Weise regeneriert, die die Zusammensetzung der Pflanzen verändert hat. »
Eine schwierige Suche
Steven Manchester, Herreras Doktorvater und Hauptautor der neuen Studie, veröffentlichte einen Artikel über in Indien entdeckte Traubenfossilien. Herrera fragte sich, wo andere Traubenkernfossilien existieren könnten, beispielsweise in Südamerika, obwohl sie dort nie entdeckt wurden.
„Trauben sind seit 50 Millionen Jahren bekannt. Also wollte ich einen in Südamerika finden, aber es war wie die Suche nach der Nadel im Heuhaufen“, sagte Herrera. „Seit meinem Studium suche ich nach der ältesten Traube der westlichen Hemisphäre. »
Herrera und Mónica Carvalho, Co-Autorin der Studie und stellvertretende Kuratorin am Museum für Paläontologie der University of Michigan, führten 2022 Feldforschung in den kolumbianischen Anden durch, als Carvalho ein Fossil entdeckte. Es stellte sich heraus, dass es sich um ein 60 Millionen Jahre altes, im Gestein eingeschlossenes Traubenkernfossil handelte, eines der ältesten der Welt und das erste, das in Südamerika entdeckt wurde.
„Sie sah mich an und sagte: ‚Fabiany, eine Traube!‘ Und dann sah ich ihn an und dachte: „Oh mein Gott.“ Es war so aufregend“, sagte Herrera.
Obwohl das Fossil winzig war, konnten das Duo es aufgrund seiner Form, Größe und anderer Merkmale als Traubenkern identifizieren. Zurück im Labor führten die Forscher CT-Scans durch, um die innere Struktur zu untersuchen und ihre Ergebnisse zu bestätigen.
Sie nannten die neu entdeckte Art Lithouva susmanii oder „Susmans Steintraube“ zu Ehren von Arthur T. Susman, der im Field Museum ein starker Befürworter der südamerikanischen Paläobotanik war.
„Diese neue Art ist auch deshalb wichtig, weil sie einen südamerikanischen Ursprung der Gruppe unterstützt, in der sich die Weinrebe Vitis entwickelte“, sagte Studienmitautor Gregory Stull vom National Museum of Natural History.
Die Steine seien in alten Seen, Flüssen und Küstengebieten abgelagert worden, sagte Herrera.
„Um nach solch winzigen Samen zu suchen, spalte ich jedes Stück Gestein, das auf dem Feld verfügbar ist“, sagte er und fügte hinzu, dass die schwierige Suche „der spaßige Teil meines Jobs als Paläobotaniker ist.“
Ermutigt durch diese Entdeckung setzte das Team seine Feldforschung in Süd- und Mittelamerika fort und entdeckte neun neue Arten versteinerter Traubenkerne, die in Sedimentgesteinen eingeschlossen waren. Indem das Team die Abstammungslinie der alten Samen bis zu ihren modernen Gegenstücken zurückverfolgte, erkannte es, dass irgendetwas es diesen Pflanzen ermöglicht hatte, zu gedeihen und sich zu verbreiten.
Wie sich Urwälder verändert haben
Als die Dinosaurier ausstarben, veränderte ihre Abwesenheit die gesamte Struktur der Wälder, so die Hypothese des Teams.
„Wir wissen, dass große Tiere wie Dinosaurier die Ökosysteme um sie herum verändern. Wir gehen davon aus, dass große Dinosaurier, wenn sie durch den Wald streiften, wahrscheinlich Bäume fällten, wodurch die Wälder offener waren als heute“, sagte Carvalho.
Nach dem Aussterben der Dinosaurier wurden die Regenwälder überwuchert und Baumschichten bildeten Unterholz und Blätterdach. Diese dichten Wälder erschwerten den Pflanzen den Zugang zu Licht, die miteinander um Ressourcen konkurrieren mussten. Kletterer hatten einen Vorteil und nutzten ihn, um das Blätterdach zu erreichen, erklärten die Forscher.
„Im Fossilienbestand beginnen wir zu dieser Zeit, mehr Pflanzen zu sehen, die Ranken nutzten, um auf Bäume zu klettern, wie etwa die Weinrebe“, sagte Herrera.
Als nach dem Aussterben der Dinosaurier eine vielfältige Gruppe von Vögeln und Säugetieren begann, die Erde zu bevölkern, trugen sie wahrscheinlich auch zur Verbreitung von Traubenkernen bei.
Pflanzenresilienz
Die Untersuchung der Samen erzählt die Geschichte der Ausbreitung, Anpassung und des Aussterbens der Weintrauben über Jahrtausende und zeigt ihre Widerstandsfähigkeit, in anderen Teilen der Welt zu überleben, obwohl sie im Laufe der Zeit aus Mittel- und Südamerika verschwunden sind.
Mehrere Fossilien stehen im Zusammenhang mit modernen Weintrauben, andere sind entfernte Verwandte oder in der westlichen Hemisphäre beheimatete Weintrauben. Einige fossile Arten lassen sich beispielsweise auf Weintrauben zurückführen, die heute nur noch in Asien und Afrika vorkommen, aber es ist nicht klar, warum Weintrauben in Mittel- und Südamerika ausgestorben sind, sagte Herrera.
„Die neuen fossilen Arten erzählen uns eine turbulente und komplexe Geschichte“, sagte er. „Wir betrachten moderne, vielfältige Tropenwälder typischerweise als ein ‚Museums‘-Modell, in dem sich alle Arten im Laufe der Zeit ansammeln. Unsere Studie zeigt jedoch, dass das Aussterben eine wichtige Rolle bei der Entwicklung tropischer Wälder spielte. Wir müssen nun herausfinden, was dieses Aussterben in den letzten 60 Millionen Jahren verursacht hat. »
Herrera möchte nach anderen Beispielen fossiler Pflanzen wie Sonnenblumen, Orchideen und Ananas suchen, um herauszufinden, ob sie in alten Regenwäldern existierten.
Die Untersuchung der Ursprünge und Anpassungen von Pflanzen in der Vergangenheit hilft Wissenschaftlern zu verstehen, wie es ihnen während der Klimakrise ergehen könnte.
„Ich hoffe nur, dass sich die meisten lebenden Pflanzensamen schnell an die aktuelle Klimakrise anpassen. Samenfossilien zeigen uns, dass Pflanzen widerstandsfähig sind, aber sie können auch vollständig von einem ganzen Kontinent verschwinden“, sagte Herrera.
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