Paläo Schootbrugge

5/24/2018 Pal o Schootbrugge

1/17

1

Palontologie ist die Lehre von denvorzeitigen Organismen und deren Resten:

Fossilien

Fossil = lateinischen Fodere = ausgraben

Die Palontologie ist unterteilt in:

Palobotanik und Palozoologie

Makropalontologie und Mikropalontologie

2. Was ist Palontologie?

Unser Fokus whrend dieses Kurses ist dieBeobachtung, Beschreibung, Skizzierung und

Einstufung von Makrofossilien.

Aber,

Heute werden wir uns hauptschlich mitMikrofossilien beschftigen.

2. Was ist Palontologie?

Krperfossilien:Hier blieb die Form des Organismus bzw. seiner Hartteile

erhalten, entweder in ursprnglicher Substanz oder insekundrer Substanz durch Umkristallisation der

ursprnglichen.

Spurenfossilien:Spuren einer Lebensweise in einem Sediment, z.B. Fra-,

Weidespuren, Wohnbauten, Grabgnge undBewegungsspuren.

3. Fossilisations-Prozesse: Typen

Erhaltung kann vollkrperlich sein, d.h.dreidimensional, oder zusammengepresst, d.h.zweidimensional. Erhaltung kann mit oder ohne

Schale statt finden (ohne Schale: Steinkern).

3. Fossilisations-Prozesse: Typen

Zusammengepresst Steinkern Vollkrperlich


2/17

2

Diplichnites Spureines Trilobites

3. Spurenfossilien 3. Spurenfossilien

Der hufigste Weg zu einem Krperfossil: Ein Kadaverfllt zu Boden. Die Weichteile werden zersetzt, brigbleiben im allgemeinen nur die Hartteile aus CaCO3(Calzit / Aragonit), SiO2(Skelettopal), Chitin(sehrbestndige organische Substanz), CaPO4(Apatit)

Die meiste Fossilien sind in Sedimente zu finden, da sieder natrliche Fossiltrger sind und sich im gleichen

Lebensraum wie die Fossilien bilden.

Besonders fossilreich sind Kalke und Mergel, sowieTonsteine die reich an organischem Material sind.

Weichteilerhaltung gibt es bei anaeroben Bedingungen(unter Luftabschluss) in Sapropelite, Faulschlamm.

3. Fossilerhaltung


3/17

3

3. Weichteilerhaltung

Plutoniteenthalten keine Fossilien Vulkaniteebenfalls nicht, ausser an der

Basis von Magmenstrmen, z.B. starkinkohltes Holz.

Metamorphiteenthalten Fossilien nur beisehr niedriggradiger Metamorphose, aberdann schlecht identifizierbar. Relativ ambesten haltbar: organische Mikrofossilien.

Pyroklastiteenthalten gar nicht so seltenFossilien: Aschefllen ermglichen rascheKonservierung (Pompeii)

3. Gesteinstypen

Pyroklastite; Schnelle Begrabung

Schlafende Rmer in Pompeii (79 n.Chr.)

3. Fossilisations-Prozesse: Mechanismen

Mummifiezierung: Im Eis begraben

Mammoth Baby Dimavon letzte Eiszeit

tzi, der Eismann

3. Fossilisations-Prozesse: Weichteilerhaltung


4/17

4

Bernstein-Fossilien; meist Insekten, Pflanzen oderkleinere Amphibien

3. Fossilisations-Prozesse: Weichteilerhaltung

Silizifizierung von Holz(Petrified Forest, Arizona,

USA). Umwandlung durch SiO2

Einkohlung von Pflanzen

3. Fossilisations-Prozesse: Mechanismen

Die Organismenwelt wird traditionell in 5 Reiche gegliedert, davon 1mit Organismen ohne Zellkern (Procaryonta) und die anderen 4 mit

Organismen mit Zellkern (Eucaryonta):

Reich: Monera(zu deutsch Arche- und Eubakterien) - Einzeller ohneZellkern; Gre meist < 1 m

Reich: Protisten(Protista) - Einzeller mit echtem Zellkern; Gremeist 100 m

Reich: Pilze(Fungii) - Heterotrophe Mehrzeller auf und von

organischen Substrat lebend

Reich: Pflanzen(Plantae) - Photosynthese betreibende Mehrzeller

Reich: Tiere(Animalia) - H eterotrophe komplexe Mehrzeller mitverdauungsapparat

4. Systematik Autotrophe vs heterotrophe Lebensweise

Autotrophie (Photosynthese): CO2+ H2O CH2O+O2

Heterotrophie: CH2O + O2 CO2+ H2O

Licht


5/17

5

4. Systematik

Die tierische Mehrzeller teilen sich in etwa 20 Stmmen auf:

Porifera (Schwmme)Cnidaria (Nesseltiere, z.B. Koralle)Mollusca (Weichtiere , z.B. Musche ln , Schnecken)Arthropoda (Gliederfler, z.B. Trilobiten)Bryozoa (Moostiere)Brachiopoda (Armfler)Echinodermata (Stachelhuter, z.B. Seeigel)

Systematik

Reich: AnimaliaPhylum: ChordataStamm: Mammalia

Ordnung: PrimatesFamilie: Hominidae

Gattung: HomoArt: Homo sapiens

Der genetische Stammbaum derOrganismen (Pace, 1997) zeigt

nur noch drei Organismenreiche:Archaea, Eubakteria und Eucarya

The Tree of Life


6/17

6

Procaryota (Bakteria)

Bakterien haben die vielfltigstenStoffwechselwege entwickelt:Sie leben aerob oder anaerob undheterotroph, autotroph oder alsFermentierer.

Bakterien sind kleine, wenigdifferenzierte Einzeller ohneabgegrenzten Zellkern.

Procaryota

Es folgt ein berblick ber die bekanntenProtistengruppen mit einem besonderen

Schwerpunkt auf die palontologisch relevanten

Gruppen!

Letztere werden aus praktischen Grnden in zweiGruppen eingeteilt:

"Mikrofossilien":Plankton und Benthos,

Gre bis einige cm.Untersuchungsmethoden:

Binokular oder Lichtmikroskop

"Nanofossilien":meist Phytoplankton,

Gre meist kleiner 50!m.Untersuchungsmethoden:

REM oder starkes Lichtmikroskop

Nannofossilien vs Mikrofossilien

Archaeen sind vermutlich vor ~ 4 Mrd. Jahren entstanden, allerdings istdas nicht durch den Fossilbeleg besttigt!

Archaea Archaea

Archaeen (frher: Archaebakterien)bewohnen Extremhabitate...

... kommen aberdurchaus auch in"Normalhabitaten" vor!

Schwarzer Raucher (nicht Krauser!) Heie Quelle

Archaeen unter dem REM

Archaea


7/17

7

Eubacteria

3.55 Ga 3.0 Ga(Unteres Archikum)

zum Beispiel inSwaziland oder

Grnland

Das erste fossile Leben: Cyanobakterien

Cyanobackterien

Prochlorococcus : hufigstes rezentes CyanobakteriumProkaryot Eukaryoten

Prokaryotenzelle vs. Eukaryotenzelle


8/17

8

EukaryontischeEinzeller: Morphologie

Flagellen

Vakuole

Nukleus

Mitochondrium

Chloroplast20 m Prasinophyten

Acritarchen

Acritarchen und Prasinophyten

Chlorophyta: Rezente Grnalgen

Halosphaera Halosphaera Zyste

Dinoflagellata

- marin und im Swasser

- wichtige Planktonorganismen

- mit 2 verschiedenen Geieln

- wichtige Symbionten

(Zooxanthellen)

- Cystenbildung (fossil erhalten,

seit Silur berliefert)

Protista: Alveolata

Meeresleuchten


9/17

9

Unterer Jura (185 Ma) Nannoceratopsis Obere Trias (205 Ma) Sverdrupiella

Alveolata: Organisch-wandig dinoflagellateszysten Alveolata: Zystenbildung

Alveolata: Zystenbildung

Exzystment ffnung

Organisch-wandig: Rezente Dinoflagellaten

Red Tides: Gymnodinium breve- Breve Toxine


10/17

10

Protista: Alveolata

Pfiesteria: Einzellige Ttungsmaschinen

Protista: Alveolata: Dinoflagellata

Prymnesiophyta

- marin, wichtige Planktonorganismen

- wichtige kologische und palontologische

Bedeutung

- ab Obere Trias

- 2 Geieln und 1 H aptonema

- bilden Coccolithen (kalzifizierte Schuppen)

Protista: Haptophyta

Haptonema

Geiel

Kalk-schuppen

!

wichtig


11/17

11

Hier eine der ltesten Artenaus der Trias (~210 Ma) von

NW Australien (Prinsiosphaera)

!

wichtig Kalkalgen: Coccolithophoriden

Hier eine rezente Art

Haptophyta

Riesige Coccolithophoridenblte vor derfranzsichen Kste

Kalkalgen: Coccolithophoriden Blute

Schreibkreide Rugen Individuelle Valven werden Coccolithen genannt und knnengesteinsbildend sein

Coccolithen


12/17

12

Ziegler 1991 Nannoplankton

Coccolithophoriden

Calcidiscus leptoporus - Syracolithus quadriperforatusassociation, from Geisen et al. (2003), Eur. J. Phycol.

Kalkalgen: Rezente Coccolithophoriden

Heterokonta- Diatomeen: vegetative Zellen u nbegeielt von 2-teiligen Kieselsure-

Schale (Theka) umgeben

- Marin und im Swasser wichtige Planktonorganismen, aber auch

benthische; wichtige kologische Bedeutung;

- Seit Oberkreide

Melosira

Protista: Chromista

PinnulariaPennate Diatomeen Zentrische Diatomeen

Diatomeen


13/17

13

Diatomeen: Evolution Diatomeen

Protista: Rhizopoda

- Marin, planktische und benthische Gruppen

- Heterotroph, z.T. mit Symbionten

- Meist mit Gehuse (wichtige Mikrofossilien)

- Gehuseaufbau-Typen: organische Hlle, organische Matrix in die

Fremdpartikel eingelagert werden, Kalkgehuse

Planktonische Foraminiferen


14/17

14

Foraminifera: Evolution

Rezente benthischeForaminiferen

Fossilien: Organisch-wandige Tapeten Nummuliten (= Mnzensteine)

Protista: Benthische foraminiferen

seit dem Kambrium fast

durchgngig belegt z.T

gesteinsbildend


15/17

15

Protista: Actinopodea

Actinopodea

- Polycystinea: Radiolaria bilden

versteifte Pseudopodien(Axopodien)

- Marin, Plankton, ab Kambrium

- Skelett aus Kieselsure (fossil

erhaltungsfhig)

Radiolarien: Nassellaria

Radiolarien: Spumellaria

Wozu knnen wir diese Mikrofossilienund Fossilien allgemein nutzen, umeine bessere Verstndnis vom SystemErde zu erreichen?

Also: So what?


16/17

16

Phanerozoikum:Zeit mit gut beobachtbarem Leben

Palaeozoikum:

Altes Zeitalter des Lebens

Mesozoikum:

Mittleres Zeitalter des Lebens

Cenozoikum:

Modernes Zeitalter des Lebens

3. Zeitskala

Steno (1669)

STENO erkannte das obenliegende Sedimentschichtenjnger sind als untereSchichten, d.h. das inSedimenten eine Altersabfolgevon unten nach oben steckt.

Stenos Law of Superposition

SMITH um 1800 erkannte dasgleich fossilien immer wiederin bestimmten Schichtenauftauchen und sich diesessomit ber grere Arealeverknpfen lassen.

6. Biostratigraphie


17/17

17

Kurze zeitliche Verbreitung. Weite rumliche Verbreitung. Viele Mikroorganismen

sind Teil des ozeanischen Plankton. Diese Artenwerden durch Meeresstrmungen ber weite

Flchen hinweg verbreitet. Fazies-Unabhngigkeit (nicht auf einen bestimmten

Gesteinstyp beschrnkt). So fllt Plankton auf jedenSedimenttyp der Meere und Ozeane.

Einfache Unterscheidung und Zuordnung derFormen.

Erhaltungsfhige und fossilisierbare Hartteile Hufiges Vorkommen. Die Fossilien sollten hufig

genug vorkommen, um ausreichende Mengen frStudien zu liefern. Da sie so klein sind, knnenhunderte oder gar tausende von Mikrofossilien selbstin kleinen Sedimentproben enthalten sein.

Leitfossilien Mikrofossilien als Leitfossilien

Warum sind Zhne von Muse guteLeitfossilien?

Documents

Paläo Schootbrugge