Conodonten
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Lebendrekonstruktion | ||||||||||||
| Zeitliches Auftreten | ||||||||||||
| Unterkambrium bis Obertrias | ||||||||||||
| 542 bis 200 Mio. Jahre | ||||||||||||
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| Systematik | ||||||||||||
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| Wissenschaftlicher Name | ||||||||||||
| Conodonta | ||||||||||||
| Pander, 1856 |
Die Conodonten (Conodonta (gr.) - „Kegelzahn“) sind eine ausgestorbene Gruppe von Chordatieren (Chordata) mit ausschließlich marinen Vertretern. Ihre charakteristischen fossilen Überreste sind Untersuchungsgegenstand der Mikropaläontologie und wurden 1856 von Christian Heinrich Pander erstmals wissenschaftlich beschrieben.
Die zahnähnlichen Hartteile der Kopfregion dieser Tiere, die zusammen den sogenannten Conodonten-Apparat bilden, sind als Fossilien bereits seit etwa 1850 bekannt. Aber erst seit 1983 konnte ein Bericht über die Weichteilanatomie der Conodontentiere veröffentlicht werden, nachdem im südafrikanischen Soom-Schiefer und bei Edinburgh entsprechende fossile Abdrücke entdeckt worden waren.[1] Obwohl bislang über 3000 Conodonten-Arten beschrieben wurden, und sie damit die artenreichste Gruppe fossiler Chordatiere überhaupt stellen, sind die Weichkörper nahezu aller dieser Arten nach wie vor unbekannt. Die ältesten Conodonten stammen aus frühkambrischen, etwa 542 Millionen Jahre alten Sedimentgesteinen. Die jüngsten finden sich in den 200 Millionen Jahre alten Ablagerungen der oberen Trias.
Beschreibung
Die Conodonten bzw. die Conodontentiere waren lanzettförmige Freiwasserbewohner mit einer Körperlänge von meistens nur wenigen Zentimetern. Die längsten Tiere erreichten wahrscheinlich bis zu 40 Millimeter. Der Körper war seitlich abgeflacht und besaß eine asymmetrische, saumartige Schwanzflosse am Körperende. In seiner gesamten Länge wurde der Körper von einer Chorda dorsalis durchzogen und bestand im Wesentlichen aus V-förmigen Muskelelementen, den Myomeren. Der Kopf trug am Vorderende zwei große seitwärts gerichtete Augen. Der untere Teil des Kopfes wurde von einem Mundtrichter eingenommen, in dem sich der Conodonten-Apparat befand. Der Conodonten-Apparat wurde von zahnähnlichen mineralischen Strukturen, den Conodonten-Elementen, gebildet. Vor Entdeckung der Weichkörperfossilien der Conodontentiere galt die Bezeichnung „Conodonten“ ausschließlich für die mineralischen Elemente, und auch heute noch sind oft nur diese Elemente gemeint, wenn von „Conodonten“ gesprochen wird, weil nur sie in aller Regel fossil überliefert sind.
Diese zahnartigen Strukturen sind in der Regel sehr klein. Mit Größen von meist 0,1 bis 2 Millimetern gehören sie zu den Mikrofossilien. Nur wenige Conodonten-Elemente mit einer Größe von mehr als 10 Millimetern sind bekannt.[2] Diese Elemente waren einzeln im Gewebe verankert. Aufgebaut sind sie aus Apatit mit einem geringen Anteil an Kalziumkarbonat (unstöchiometrische Summenformel: Ca5Na0,14(PO4)3,01(CO3)0,16F0,73(H2O)0,85).[2] Das Material wurde von dem Gewebe abgegeben, in das die Elemente eingebettet waren. Die unterschiedlichen Formen der Elemente weisen auf jeweils unterschiedliche Funktionen hin.
Obwohl die Elemente des Conodonten-Apparates hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung Ähnlichkeiten mit den Zähnen der Kiefertiere, also der „höheren“ Wirbeltiere, aufweisen, und obwohl sie mittlerweile auch funktionell als „Zähne“ interpretiert werden,[3][4] sind sie den Zähnen der höheren Wirbeltiere nicht homolog: diese gingen aus den stark mineralisierten, zahnartigen Schuppen ursprünglicher kieferloser Fische hervor, wie sie in abgewandelter Form heute noch bei Haien auftreten, während die Conodontentiere wesentlich ursprünglicher gebaut sind und keine Schuppen oder ähnliche äußere Hartteile besaßen.
Bedeutung
Stratigraphie
Der sehr rasche Formwandel und die dadurch ermöglichte hohe zeitliche Auflösung sowie die Menge der gefundenen winzigen Conodonten-Elemente machen sie zu sehr bedeutenden Leitfossilien in der Stratigraphie. Auf der Basis der Fossilien wurde eine sehr feingliedrige Unterteilung des Paläozoikums wie auch Teilen des Mesozoikums vorgenommen, da die meisten Arten nur für sehr kurze Perioden in dieser Erdepoche auftraten, aufgrund ihrer (pelagischen) Lebensweise weit verbreitet waren und ihre Fossilien in diversen Sedimentgesteinen auftreten (Faziesunabhängigkeit).
Rohstoffgeologie
Die Conodonten-Elemente zeigen im Inneren eine Wechsellagerung von Skelettphosphat und organischer Substanz. Durch hohe Temperaturen bei der Diagenese (Sedimentverfestigung infolge der Auflast überlagernder Gesteinsschichten) kommt es in Abhängigkeit von der Versenkungstiefe zur Inkohlung der organischen Substanz und die ursprünglich cremefarbenen Elemente verfärben sich dunkel und sind bei etwa 300 °C schwarz. Noch höhere Temperaturen führen über verschiedene Graustufen wieder zu einer Aufhellung. Bei 700 °C sind die Elemente vollkommen weiß und oftmals durchsichtig. Auf der temperaturabhängigen Verfärbung beruht eine siebenstufige Farbskala, der so genannte Conodont Alterations Index (CAI), der ein Maß für die thermische Überprägung und den Grad der Metamorphose des Gesteins ist. Bei hohen CAI-Werten waren in den Sedimenten für einen bestimmten Zeitraum keine Kohlenwasserstoffe stabil, sie können daher keine Speichergesteine für Erdöl sein. Die Verfärbung von Conodonten ist daher ein wichtiger Indikator bei der Prospektion auf Erdöl und Erdgas.
Systematik
Obwohl die Conodonten-Elemente schon sehr lange bekannt sind, gelang ihre systematische Einordnung erst durch die ersten Funde von Weichteilfossilien durch Untersuchungen von Clarkson im Jahre 1982 an bereits 1925 im Bezirk Edinburgh gesammelten Proben des unterkarbonischen „Granton Shrimp Beds“, deren Ergebnisse er gemeinsam mit anderen 1983 veröffentlichte. Bis zu diesem Zeitpunkt war die Einordnung sehr unsicher, meist wurden sie in die Nähe der Gliederwürmer (Annelida) gestellt. Die Weichteilfunde bestätigen eine Einordnung in die frühen Chordatiere. Damit war eine mehr als einhundert Jahre währende Periode der Ungewissheit beendet.
Es wird diskutiert, ob sie innerhalb der Chordatiere verwandtschaftlich in die Schädeltiere (Wirbeltiere, Craniota) einzuordnen sind. Histologische Untersuchungen sowie das Fehlen von Kiemen stützen allerdings eher die Annahme, dass es sich um Stammlinienvertreter der Schädeltiere handelt.
Sonstiges
Die Pander Society ist eine Vereinigung von Conodonten-Forschern.
Literatur
- Briggs, D. E. G., Clarkson, E. N. K., and Aldridge, R. J.: The conodont animal. In: Lethaia 1983; 20, S. 1-14.
- Simon J. Knell: The Great Fossil Enigma. The Search for the Conodont Animal. Indiana University Press, Bloomington (Indiana), 2013, ISBN 978-0253006042
- Walter C. Sweet: The Conodonta: Morphology, Taxonomy, Paleoecology, and Evolutionary History of a Long-Extinct Animal Phylum, Oxford University Press 1988
Weblinks
- Senckenberg: Conodonten
- Conodonts: Past, present, future, Journal of Paleontology, Nov 2001
- Conodonten beim Tree of Life Web Project (englisch)
Einzelbelege
- ↑ Paul Selden und John Nudds: Fenster zur Evolution – Berühmte Fossilfundstellen der Welt (übersetzt von Jens Seeling), Elsevier Spektrum Akademischer Verlag, München 2007, ISBN 978-3-8274-1771-8, S. 29
- ↑ a b Judith Wright: Conodont Apatite: Structure and Geochemistry. In: Joseph G. Carter (Hrsg.): Skeletal Biomineralization: Patterns, Processes and Evolutionary Trends. Short Courses in Geology. Bd. 5, 1989, S. 149–163, doi:10.1029/SC005p0149 (alternativer Volltextzugriff: American Geophysical Union)
- ↑ David Jones, Alistair R. Evans, Emily J. Rayfield, Karen K. W. Siu, Philip C. J. Donoghue: Testing microstructural adaptation in the earliest dental tools. Biology Letters. Bd. 8, Nr. 6, 2012, S. 952–955, doi:10.1098/rsbl.2012.0487
- ↑ Erik Cowing Katvala, Charles M. Henderson: Chemical element distributions within conodont elements and their functional implications. Paleobiology. Bd. 38, Nr. 3, 2012, S. 447-458, doi:10.1666/11038.1