Fossilien – Entstehung und evolutive Bedeutung

Fossilien – Entstehung und evolutive Bedeutung Übung

• Definiere wichtige Begriffe rund um Fossilien.

  Tipps

  Relativ bedeutet so viel wie „vergleichend“. Absolut bedeutet so viel wie „beziehungslos“ oder „unabhängig“.

  Fossilien sind das Einzige unter den Begriffen, das du in der Hand halten kannst.

  Auf dem Bild über der Aufgabe siehst du Paläontologen bei der Arbeit.

  Lösung

  • Als Fossilien bezeichnet man die erhalten gebliebenen Überreste von Tieren oder Pflanzen aus vergangenen Erdzeitaltern.

  • Als Paläontologie bezeichnet man die Wissenschaft von den Lebewesen vergangener Erdzeitalter.

  • Unter Evolution versteht man die Entwicklung von niederen zu höheren Lebewesen im Laufe der Stammesgeschichte.

  • Die Biostratigraphie ist eine Methode der relativen Altersbestimmung.

  • Die Radiokarbonmethode eine Methode der absoluten Altersbestimmung.

• Gib wieder, wie Fossilienarten entstehen können und wie häufig sie zu finden sind.

  Tipps

  Drei der Begriffe können den Sedimentfossilien zugeordnet werden.

  Bernstein ist fossiles Harz.

  Lösung

  Fossilien sind erhalten gebliebene Überreste von Tieren und Pflanzen.

  Bei den selten zu findenden Körperfossilien ist der Körper inklusive der Weichteile eines Lebewesens erhalten geblieben. Das kommt vor, wenn das Lebewesen an einem Ort gestorben ist, an dem sein Körper nicht zersetzt werden konnte.
  Körperfossilien können durch extreme Umweltbedingungen entstehen. Zum Beispiel konnten vollständig erhaltene Mammuts im Eis der Arktis gefunden werden oder Mücken, die von Baumharz umschlossen wurden, welches dann zu Bernstein geworden ist.

  Zudem gibt es die wesentlich häufiger zu findenden Sedimentfossilien: Wenn ein Lebewesen stirbt, werden nicht zersetzte Überreste, wie das Skelett oder die Zähne, manchmal von Sand, Kalk oder Schlamm bedeckt.
  Im Laufe der Zeit setzt sich immer mehr Sand, Kalk oder Schlamm ab und die Sedimentschicht sinkt tiefer. Nur wenn das Sediment unter Druck schnell erhärtet, bleiben die Überreste erhalten.

• Erkläre, wie verschiedene Arten von Fossilien entstehen.

  Tipps

  Bei den Bedingungen ist danach gefragt, was passieren muss, damit diese Art von Fossil entsteht.

  Eine Mücke in Bernstein ist ein Körperfossil.

  Lösung

  Bei Körperfossilien handelt es sich um erhalten gebliebene Körper inklusive der Weichteile. Sedimentfossilien hingegeben sind lediglich anorganische Überreste eines toten Lebewesens.

  Damit der gesamte Körper erhalten bleibt, müssen für die Entstehung von Körperfossilien Umweltbedingungen vorherrschen, die eine Zersetzung verhindern. Damit sogar Weichteile nicht zersetzt werden, muss ein rascher und vollständiger Einschluss des Körpers stattfinden, z. B. durch Eis oder Harz.

  Bei Sedimentfossilien legen sich Sand, Kalk oder Schlamm um die Überreste des Lebewesens. Man findet sie daher häufig an ehemaligen Seeböden oder Meeresböden. Durch weitere Ablagerungen sinkt die Sedimentschicht inklusive Überreste ab und härtet durch den hohen Druck schnell aus.

• Beschreibe, wie Altersbestimmungen von Fossilien durchgeführt werden.

  Tipps

  Die Kalium-Argon-Datierung erlaubt es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, wesentlich ältere Funde zu bestimmen als mit der Radiokarbonmethode.

  Lösung

  Um eine Aussage über das Erdzeitalter, in welchem das Lebewesen gelebt hat, zu treffen, helfen uns sogenannte Leitfossilien. Sie treten in bestimmten Erdzeitaltern zahlreich auf und in allen anderen Erdzeitaltern gar nicht oder selten.

  In Gesteinsschichten, in denen Leitfossilien gefunden werden, müssen alle anderen gefundenen Fossilien etwa gleich alt sein. Diese Methode der relativen Altersbestimmung heißt Biostratigraphie.

  Möchte man das exakte Alter eines Fossils bestimmen, benötigt man Methoden der absoluten Altersbestimmung. Ein Beispiel dafür ist die Radiokarbonmethode. Diese beruht, wie der Name bereits verrät, auf der Grundlage des Zerfalls von radioaktivem Kohlenstoff.

  Kohlenstoffatome sind die Grundlage aller Nahrung und werden durch jedes Lebewesen im Verlauf seines Lebens aufgenommen, darunter auch ein kleiner Teil des radioaktiven $^{14}$C-Isotops.
  Da die Zerfallszeit konstant ist, kann man anhand der noch vorhandenen radioaktiven $^{14}$C-Atome auf das Alter des Fossils rückschließen.

  Ein Nachteil ist, dass diese Methode nur für Fossilien bis zu einem Alter von 50 000 Jahren geeignet ist. Für die Altersbestimmung von Fossilien mit höherem Alter kann man zum Beispiel das radioaktive Kaliumisotop $^{40}$K betrachten. Es hat eine Halbwertzeit von 1,3 Milliarden Jahren.

• Benenne die Zwecke, zu welchen Fossilien genutzt werden können.

  Tipps

  Zwei der Antwortmöglichkeiten sind falsch.

  Fossilien geben uns viele Informationen über die erdgeschichtliche Entwicklung und die Evolution von Lebewesen.

  Lösung

  Fossilien geben uns viele Informationen über die erdgeschichtliche Entwicklung und die Entstehung und Evolution von Lebewesen:

  • Durch Fossilien können Rückschlüsse auf die Verwandtschaft verschiedener Tiere und Pflanzen gezogen werden.
  • Fossilien ermöglichen die Rekonstruktion von Entwicklungslinien oder der Bedingungen der verschiedenen Erdzeitalter.
  • Mithilfe von Fossilien kann man Aussagen über die Lebensweise und die Ernährung von Lebewesen treffen.
  • Durch Fossilien konnte man sogar bestimmen, wann es die ersten Tiere und Pflanzen an Land gab.

  Fossilien sind Spuren vergangenen Lebens. Man kann die Überreste der Lebewesen weder zum Leben erwecken noch zur Fortpflanzung bringen.
  Ambitionierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler planen, mit erhaltenem Genmaterial und moderner Gentechnik ausgestorbene Arten zurückholen. Es gibt jedoch neben technischen auch ethische Bedenken.

• Beurteile die Aussagen zu Fossilien.

  Tipps

  Die Radiokarbonmethode ist für Fossilien geeignet, die bis zu 50 000 Jahre alt sind.

  Die DNA hat eine Halbwertzeit von einigen Hundert Jahren.

  Lösung

  Paläontolog*innen sind Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen, die sich mit vergangenen Zeitaltern und vergangenen Lebewesen beschäftigen und diese erforschen. Im Rahmen ihrer Forschung untersuchen sie zum Beispiel Fossilien und Gesteinsschichten.

  Fossilien, deren Körper inklusive Weichteile erhalten geblieben sind, nennt man Körperfossilien.
  Doch auch wenn der Körper der Mücke im Bernstein erhalten geblieben ist: DNA aus Dinosaurierblut kann man daraus nicht gewinnen, da DNA ein instabiles Molekül mit einer Halbwertzeit von lediglich mehreren Hundert Jahren ist. Selbst wenn man kleine Schnipsel davon finden sollte: Aus DNA, die aus Millionen von Jahren alten Fossilien stammt, kann man keine neuen Lebewesen erschaffen.

  Trotzdem können wir anhand von Sedimentfossilien sowie weiteren Informationen über das jeweilige Zeitalter das Aussehen von Dinosauriern recht genau rekonstruieren.

  Bei Lebewesen wie den Mammuts geht das sogar noch besser, weil diese teilweise im Eis eingeschlossen und als Körperfossilien gefunden wurden. Sie haben zu einer ganz anderen Zeit als die Dinosaurier gelebt. Dies konnte man mittels Leitfossilien feststellen. Die Radiokarbonmethode ist dafür nicht geeignet, da diese nur für Fossilien anwendbar ist, die bis zu 50 000 Jahre alt sind. Die letzten Dinosaurier haben allerdings vor mehreren Millionen Jahren gelebt.