Forschungsprojekte in der Paläontologie:

Eine südliche Perspektive: Jurassische Wirbeltiere aus Patagonien

Von Oliver W. M. Rauhut, München.

Der Jura ist eine äußerst interessante Zeit in der Geschichte unseres Planeten. Während noch am Anfang dieser Periode der Superkontinent Pangäa bestand, in dem alle heutigen Kontinente vereint waren, begann dieser im Laufe des Jura auseinanderzubrechen. Dieses Ereignis brachte natürlich gewaltige Veränderungen im Klima und in den Ökosystemen mit sich; somit ist es nicht verwunderlich, daß die meisten Wirbeltiergruppen in dieser Periode eine bedeutende Entwicklung durchmachten. Da viele dieser Gruppen auch heute noch wichtige Elemente der Faunen darstellen, ist der Jura von besonderem Interesse für unser Verständnis der Geschichte der heutigen Lebewelt. Leider ist diese Zeit jedoch immer noch ein “schwarzes Loch”: Was wir bisher wissen ist überwiegend die geringe Diversität der betroffenen Gruppen am Anfang und die große Formenvielfalt am Ende des Jura, aber immer noch sehr wenig darüber, was dazwischen passierte.

Kontinentale Wirbeltiere aus dem Jura Südamerikas sind bisher nur aus wenigen Fundstellen bekannt. Aus als mittlerer Jura angesehenen Schichten der argentinischen Provinz Chubut, in Zentral-Patagonien, waren einige wenige Reste beschrieben worden, überwiegend Fische (Cione & Pereira 1987) und einige Dinosaurier (Bonaparte 1979, 1986, Rich et al. 1999). Trotz der großen wissenschaftlichen Bedeutung dieser Funde wurde jedoch bis Ende des letzten Jahrhunderts kein größeres Projekt in diesen jurassischen Gesteinen durchgeführt.

Das Projekt
In Zusammenarbeit mit dem Museo Paleontológico Egidio Feruglio in Trelew, Chubut, haben ich in den letzten zweieinhalb Jahren ein interdisziplinäres Projekt in diesen jurassischen Gesteinen durchgeführt, wobei neben den im Zentrum des Interesses stehenden Wirbeltieren auch die Geologie, Flora und Invertebraten-Fauna der Gesteine untersucht wurden. Ziel dieses vom Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD), der argentinischen Fundación Antorchas und dem britischen Wissenschafts-Fernsehproduzenten BBC/Horizon finanzierten Projektes war die Untersuchung eines diversen südamerikanischen Ökosystemes aus der Zeit direkt vor der endgültigen Trennung der Kontinente der südlichen und nördlichen Kontinente. Im Vergleich mit gleichaltrigen Fundstellen der nördlichen Kontinente können dann die Ähnlichkeiten und Unterschiede herausgearbeitet und auf ihre Bedeutung für unser Verständnis der Evolution kontinentaler Faunen interpretiert werden, etwa in der Frage inwieweit die beginnenden Klima-Änderungen zu dieser Zeit bereits zu Faunendifferenzierungen geführt hatten und ob verschiedene Gruppen hier verschiedene Muster zeigen.

Erste Ergebnisse
Obwohl die Auswertung der in dem noch keineswegs abgeschlossenen Projekt angehäuften Daten noch lange nicht abgeschlossen ist, liegen schon viele interessante Ergebnisse vor. In Hinsicht auf die Geologie haben unsere Arbeiten ergeben, daß die ursprünglich als einheitliche Formation mitteljurassischen Alters angesehene Schichtfolge offenbar zwei verschiedene Gesteinseinheiten (Formationen) umfaßt, die spät-mitteljurassische Cañadón Asfalto Formation und die oberjurassische Cañadón Calcáreo Formation (Abb. 1). Somit wird diese Gegend Südamerikas noch interessanter für unsere Studien, da wir neben dem Vergleich mit den Nordkontinenten auch direkt die Änderungen im Klima, der Vegetation und der Fauna vom mittleren bis oberen Jura in derselben Region Südamerikas studieren können.

Abb. 1: Blick auf Gesteine der Cañadón Calcáreo Formation von der Sierra Mesa.

Abgesehen von neuen Erkenntnissen sowohl zur Flora, als auch zur Invertebraten-Fauna der beiden Formationen sind es aber insbesondere die Wirbeltierfunde, die Aufsehen erregt haben. Während bei Beginn des Projektes von der Cañadón Asfalto Formation nur drei Dinosaurier-Arten bekannt waren, haben wir inzwischen praktisch das gesamte Faunenspektrum an kontinentalen Wirbeltieren nachgewiesen, das man aus dem Jura kennt, von Fischen, über Amphibien, Eidechsen, Schildkröten, Krokodilen, bis zu Flugsauriern (Rauhut et al. 2001). Der vielleicht bedeutendste Fund bisher war jedoch der erste Skelettrest eines Säugetieres aus dem Jura Südamerikas (Rauhut et al. 2002). Der durch einen nur etwa 1 cm langen Kiefer vertretene Asfaltomylos patagonicus (Abb. 2) ist aufgrund seiner modernen Zahnstruktur bemerkenswert, die bei seinen nördlichen Verwandten erst etwa 20 Millionen Jahre später auftrat. Ersten Untersuchungen zufolge unterstützt dieser Fund eine kürzlich aufgestellte Theorie (Luo et al. 2001), daß diese moderne Zahnstruktur in der Evolution der Säugetiere zweimal entstanden ist. Diese Theorie revolutioniert unsere bisherige Vorstellung über die Evolution der Säugetiere und wird somit in Fachkreisen noch heiß diskutiert. Auch neue Dinosaurier brachte das Projekt zu Tage, darunter die erst zweite bekannte Raubsaurier-Art aus der südlichen Halbkugel. Eine erste interessante Erkenntnis in Bezug auf unsere Haupt-Fragestellung ist dabei ein deutlicher Unterschied in den biogeographischen Beziehungen der Dinosaurier einerseits und des Säugetieres andererseits: Während bei ersteren keine Hinweise auf eine Faunendifferenzierung vorliegen, ist letzteres bereits ein Vetreter einer rein auf die südliche Halbkugel beschränkten Gruppe, zu der auch noch die modernen Monotremen (eierlegenden Säugetiere) gehören.

Abb. 2: Unterkiefer von Asfaltomylos, des ersten jurassischen Säugetieres aus Südamerika (Photo: Th. Martin).

Abb. 3: Mehrere Exemplare eines kleinen Knochenfisches aus den basalen Schichten der Cañadón Calcáreo Formation.

Die Wirbeltierfauna der Cañadón Calcáreo Formation ist noch sehr viel unvollständiger bekannt und neben Fischen und Dinosauriern sind bisher nur einige fragmentarische Schildkrötenreste gefunden worden. In dieser Formation sind die in den basalen Teilen massenhaft vorkommenden, sehr gut erhaltenen Fischreste besonders erwähnenswert (Abb. 3). Eine der hier vorkommenden Fischarten repräsentiert eine sehr ursprüngliche Gruppe der Knochenfische, die Chondrostei, zu denen heute zum Beispiel die Störe gehören (López-Arbarello et al. 2002). Das interessante daran ist dieses weit südliche Vorkommen dieser Fische, da die heutigen Chondrostei auf die nördliche Halbkugel beschränkt sind. Auch in Hinsicht auf die Dinosaurier haben neue Funde (Abb. 4) neue Erkenntnisse gegeben, darunter auch eventuell die ersten Hinweise auf eine Faunendifferenzierung zwischen der nördlichen und südlichen Halbkugel im oberen Jura (Rauhut 2002).

Ausblicke Die Arbeit im Jura Chubuts ist noch lange nicht abgeschlossen; im Gegenteil, sie hat eigentlich gerade erst begonnen. Viele Funde harren noch ihrer wissenschaftlichen Bearbeitung und sehr viel mehr Funde sind sicherlich noch zu machen. Daneben werden uns Untersuchungen zur Geologie und der Flora und Invertebratenfauna wichtige Hinweise zur Umwelt geben, in der die Wirbeltiere lebten und sich weiterentwickelten und auch dazu, wie sich diese Umwelt im Laufe der Zeit änderte. Weitere jurassische Gesteine besonders im Norden der Provinz sind bisher noch weitgehendst unerforscht, obwohl unsere ersten Besuche in disen Regionen auch hier einen reichen Fossilbericht erahnen lassen. Somit ist also ein Fenster in den mittleren bis oberen Jura Südamerikas eröffnet, durch das wir hoffentlich (bei fortgesetzter Finanzierung des Projektes) noch viele Stücke des großen Puzzles der Evolution der kontinentalen Wirbeltiere während dieser Periode bergen können!

Abb. 4: Arbeit an einem Dinosaurier-Rückgrat in Gesteinen der Cañadón Calcáreo Formation auf der Sierra Mesa.

Kontakt:

Dr. Oliver Rauhut
Bayerische Staatssammlung für Paläontologie und Geologie
Richard-Wagner-Str. 10
80333 München
Tel: +49 (0) 89 2180-6645
Fax: +49 (0) 89 2180-6601

o.rauhut@lrz.uni-muenchen.de