Melden Sie sich für den Wissenschaftsnewsletter „Wonder Theory“ von CNN an. Entdecken Sie das Universum mit Neuigkeiten über faszinierende Entdeckungen, wissenschaftliche Fortschritte und mehr.
Vor etwa einer halben Milliarde Jahren konservierte ein Vulkanausbruch in der Nähe eines flachen Meeres im heutigen Marokko einige der vollständigsten Exemplare, die jemals von insektenähnlichen Meeresbewohnern namens Trilobiten entdeckt wurden, und enthüllte anatomische Details, die Wissenschaftler noch nie zuvor gesehen hatten.
Innerhalb weniger Augenblicke verschlang ein Strom aus brennender Asche und vulkanischen Gasen, ein sogenannter pyroklastischer Strom, die Trilobiten, kühlte dann ab und verfestigte sich. Die Trilobiten kamen dort ums Leben, ebenso wie die Menschen, die 79 n. Chr. in Pompeji beim Ausbruch des Vesuvs in Asche begraben wurden.
515 Millionen Jahre lang blieben alle Spuren dieser Trilobiten verborgen, begraben an einem Ort namens Tatelt-Formation im Hohen Atlas-Gebirge. Doch ein internationales Forscherteam nutzte kürzlich die hochauflösende Röntgenmikrotomographie, um in die Schichten von Trilobitengräbern zu blicken. Die Analyse ergab nahezu intakte 3D-Abdrücke der verdampften Körper der Tiere in Vulkangesteinsbrocken, berichteten die Wissenschaftler am 27. Juni in der Fachzeitschrift Science.
Aus Scans dieser prähistorischen Formen haben Wissenschaftler digitale 3D-Modelle rekonstruiert, die die Anatomie von Trilobiten mit einem beispiellosen Detaillierungsgrad veranschaulichen. Der heiße Vulkanstrom, der die Trilobiten begrub, bewahrte Abdrücke von Weichgewebe, die normalerweise nicht versteinern, darunter Darmorgane, Antennen, Nahrungsstrukturen und Gruppen von Sinneshaaren sowie winzige Stacheln an den Gliedmaßen von Trilobiten.
„Es ist einfach erstaunlich, dies in 3D ohne jegliche Veränderung oder Verzerrung zu haben“, sagte Dr. Abderrazak El Albani, Hauptautor der Studie, gegenüber CNN. Eine detaillierte Konservierung zeigte, dass Trilobiten anatomisch anspruchsvolle Tiere mit vielen speziellen Anpassungen für die Nahrungsaufnahme und Fortbewegung auf dem Meeresboden waren, sagte er.
Trilobiten wurden von einem Ausbruch vulkanischer Aktivität erfasst
Die chemische Analyse des Sauerstoffgehalts in Sedimenten in und um die Proben ergab, dass die Eingeweide der Trilobiten mit Asche gefüllt waren, die wahrscheinlich verschluckt wurde, als die Tiere in Aschewolken im Meerwasser erstickten, schrieben die Autoren der Studie.
Sedimentschichten neigen dazu, zerbrechliche Fossilien abzuflachen. Doch nach dem Ausbruch wurden die Trilobiten unter dem Druck von kaltem Meerwasser, vermischt mit heißer Asche, begraben, was den pyroklastischen Strom schnell verfestigte, was dazu beitrug, dass sich die Trilobitenformen nicht verformten und einen nahezu perfekten Abdruck ihrer Körper beibehielten, erklärt El Albani , Professor für Geowissenschaften an der Universität Poitiers in Frankreich.
Die Ergebnisse unterstreichen auch die Dringlichkeit, fossilreiche Standorte in Afrika wie die Tatelt-Formation zu schützen, fügte El Albani hinzu. Im Gegensatz zur Tatelt-Formation ist der Burgess-Schiefer, eine wichtige kambrische Fossilienfundstelle in Kanada, als UNESCO-Weltkulturerbe anerkannt. Solche Schutzmaßnahmen tragen dazu bei, dass vergrabene Überreste der fernen Vergangenheit der Erde für zukünftige Untersuchungen zugänglich bleiben, sagte El Albani.
Eine „äußerst ungewöhnliche“ Entdeckung
In den letzten 200 Jahren haben Paläontologen mehr als 22.000 Trilobitenarten an Orten auf der ganzen Welt identifiziert, die einst von Ozeanen bedeckt waren. Trilobiten waren Arthropoden, wie moderne Insekten, Spinnen, Tausendfüßler und Krebstiere, und sie entwickelten sich in einer Vielzahl von Formen und Größen, bevor sie vor etwa 252 Millionen Jahren ausstarben. Die meisten Trilobitenarten werden nicht länger als 2,5 cm (1 Zoll), aber einige, wie zum Beispiel Hungoides bohemicus, sind über 30,5 cm (12 Zoll) lang geworden.
Trilobiten hatten robuste Exoskelette, die sich im Allgemeinen gut versteinern ließen. Allerdings sei die Erhaltung von Weichgewebe bei neu entdeckten Trilobiten außergewöhnlich selten, sagte Dr. Melanie Hopkins, Kuratorin für Wirbellosenpaläontologie am American Museum of Natural History in New York.
„Nur ein kleiner Teil der Trilobitenarten ist so gut erhalten, dass wir Gliedmaßen beobachten können“, sagte Hopkins, der Trilobiten untersucht, aber nicht an der neuen Forschung beteiligt war. „Der in den Tatelt-Exemplaren erhaltene Detaillierungsgrad ist äußerst ungewöhnlich, so sehr, dass es Merkmale gibt, die noch nie zuvor beobachtet wurden“, sagte sie. Solche Merkmale seien wichtig, um zu verstehen, wie sich neue Merkmale und Arten entwickeln, und um Beziehungen zwischen Arthropodengruppen zu verfolgen, fügte Hopkins hinzu.
„Je mehr anatomische Details wir haben, desto besser können wir Rückschlüsse auf die Beziehungen zwischen fossilen Arthropoden ziehen. »
Trilobiten hatten eine steife Oberlippe
Wissenschaftler fanden vier Exemplare von Trilobiten und identifizierten zwei der Wissenschaft unbekannte Arten: Gigoutella mauretanica und Protolenus (Hupeolenus) – die zweite ist eine noch unbekannte Art, die zu einer bekannten Gattung und Untergattung gehört. Die Exemplare waren zwischen 11 und 26 Millimeter lang.
„Dies ist das erste Mal, dass wir das Labrum erhalten haben“, eine knollige Struktur über dem Mund, die bei Insekten manchmal auch Oberlippe genannt wird, sagte El Albani. Hinter dem Labrum ist auch der Mundspalt schön erhalten geblieben. Rundherum befanden sich dünne, gebogene Anhängsel, die vermutlich der Nahrungsaufnahme dienten, was den Studienautoren zufolge bisher auch bei Trilobitenfossilien nicht nachgewiesen worden sei.
Die Entdeckung dieser Strukturen wirft neue Fragen zur Vielfalt der Nahrungsanhängsel von Trilobiten auf; darüber, wie sich dies darauf ausgewirkt haben könnte, was Trilobiten aßen und wo sie lebten; und über ihre Anfälligkeit gegenüber veränderten Umweltbedingungen, wenn sie sich hochspezialisiert ernähren, sagte Hopkins.
Durch die Plötzlichkeit des kambrischen Vulkanausbruchs blieben sogar Spuren von Nachbarn erhalten, die den Meereslebensraum der Trilobiten teilten. Das Forschungsteam entdeckte, dass ein G. mauretanica-Trilobit winzige, gepanzerte Tiere, sogenannte Brachiopoden, mit einer Länge von etwa einem Millimeter, ständig an seinem Gesicht festhielt. Dieses Beispiel für Kommensalismus (Zusammenleben verschiedener Tierarten) sei im Fossilienbestand von Trilobiten ebenfalls äußerst selten, sagte El Albani.
„Dies ist ein einzigartiger Einblick in die Lebensgeschichte dieses Exemplars, das 515 Millionen Jahre zurückreicht“, sagte er. „Ich hoffe, dass wir mit weiteren Entdeckungen – durch unser Team, durch andere Teams in Marokko – mehr verschiedene Exemplare finden werden, die uns die Möglichkeit geben, mehr über ihre Lebensgeschichte und ihre Entwicklung zu erfahren. »
Mindy Weisberger ist eine Wissenschaftsautorin und Medienproduzentin, deren Arbeiten in den Zeitschriften Live Science, Scientific American und How It Works erschienen sind.
Für weitere CNN-Nachrichten und Newsletter erstellen Sie ein Konto bei CNN.com