Conodonten

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Conodonten
Auswahl verschiedener Conodonten-Elemente aus der unterkarbonischen Mauch-Chunk-Formation von Pennsylvania und Maryland, USA

Auswahl verschiedener Conodonten-Elemente aus der unterkarbonischen Mauch-Chunk-Formation von Pennsylvania und Maryland, USA

Zeitliches Auftreten
Kambrium bis Obertrias
541 bis 201,3 Mio. Jahre
Fundorte
  • Weltweit
Systematik
Neumünder (Deuterostomia)
Chordatiere (Chordata)
? Wirbeltiere (? Vertebrata)
Conodonten
Wissenschaftlicher Name
Conodonta
Pander, 1856

Die Conodonten (Conodonta (gr. für „Kegelzahn“)) sind eine ausgestorbene Gruppe von Chordatieren (Chordata), die ausnahmslos im Meer lebten. Ihre charakteristischen fossilen Überreste bilden eine der wichtigsten Gruppen von Mikrofossilien. Sie 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.

Merkmale[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Künstlerische Lebendrekonstruktion eines „Conodonten-Tiers“ (hier Promissum pulchrum aus dem oberordovizischen Soom Shale von Südafrika) nach der vorherrschenden Lehrmeinung

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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Stratigraphie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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 von 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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

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[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Obwohl die Conodonten-Elemente schon sehr lange bekannt sind, gelang ihre systematische Einordnung erst im im Jahre 1982. Bei Untersuchungen des britischen Paläontologen Euan Clarkson an bereits 1925 im Bezirk Edinburgh gesammelten Proben des unterkarbonischen „Granton Shrimp Beds“ gelang der erste Fund von Conodontentieren in Weichteilerhaltung. Bis zu diesem Zeitpunkt war die Stellung der Conodonten sehr unsicher, meist wurden sie in die Nähe der Gliederwürmer (Annelida) gestellt. Die flachgedrückten und relativ kontrastarmen Überreste des Weichkörpers zeigte Merkmale, die sich mit denen von primitiven Chordatieren (Lanzettfischchen) in Übereinstimmung bringen ließen. Clarksons publizierte die Funde und deren Interpretation zusammen mit zwei Kollegen im Jahr 1983. Damit wurde der Grundstein gelegt für die heute vorherrschende Lehrmeinung, dass zumindest die „höheren“ Conodonten (Euconodonta) mit ihren komplexen Kieferapparaten, denen die als Clydagnathus? cf. cavusformis bestimmten Stücke aus dem „Granton Shrimp Bed“ zuzuordnen waren, primitive Chordaten sind. Ähnliche Funde aus anderen Gebieten der Erde, speziell aus dem oberordovizischen Soom-Schiefer (Cederberg-Formation) von Südafrika (Promissum pulchrum) festigten die These nachfolgend.[5]

Einige britische Paläontologen begannen schließlich, Conodonten als primitive Wirbeltiere oder sogar als Stammgruppen­vertreter der Gnathostomen zu betrachten. Zumindest gegen letztgenannte Sichtweise sprechen jedoch unter anderem das völlige Fehlen von Hartteilen neben den Kieferapparaten und die nachweislich konvergente Entstehung der Zähne bei Conodonten und Gnathostomen (siehe auch Merkmale).[6]

Sonstiges[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Pander Society ist eine Vereinigung von Conodonten-Forschern.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Derek E. G. Briggs, Euan N. K. Clarkson, Richard J. Aldridge: The conodont animal. Lethaia. Bd. 16, Nr. 1, 1983, S. 1–14
  • Simon J. Knell: The Great Fossil Enigma. The Search for the Conodont Animal. Indiana University Press, Bloomington (Indiana), 2013, ISBN 978-0-253-00604-2
  • Walter C. Sweet: The Conodonta: Morphology, Taxonomy, Paleoecology, and Evolutionary History of a Long-Extinct Animal Phylum. Oxford University Press, 1988

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Conodonten – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelbelege[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Paul Selden, 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
  2. 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)
  3. 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
  4. 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
  5. S. E. Gabbott, R. J. Aldridge, N. N. Theron: A giant conodont with preserved muscle tissue from the Upper Ordovician of South Africa. Nature. Bd. 347, 1995, S. 800–803, doi:10.1038/374800a0.
  6. Susan Turner, Carole J. Burrow, Hans-Peter Schultze, Alain Blieck, Wolf-Ernst Reif, Carl B. Rexroad, Pierre Bultynck, Godfrey S. Nowlan: False teeth: conodont-vertebrate phylogenetic relationships revisited. Geodiversitas. Bd. 32, Nr. 4, 2010, S. 545–594, doi:10.5252/g2010n4a1 (alternativer Volltextzugriff: MNHN).