Einleitung Fossilien

Als Fossilien bezeichnet man die erhalten gebliebenen, versteinerten Überreste von Tieren und Pflanzen, die aus unterschiedlichen Gründen Jahrtausende oder Jahrmillionen überdauert haben. Diese in Sedimentgesteinen vorkommenden Organismenreste liefern Hinweise auf vorzeitliches Lebewesen.

Das Wort Fossilien ist eine Ableitung vom lateinischen Begriff „fossilis“, der mit "ausgegraben" übersetzt wird. Geprägt wurde der Begriff erstmals im 16. Jahrhundert durch den sächsischen Naturforscher Georgius Agricola. Agricola bezeichnete damit „merkwürdig“ aussehende Gegenstände wie zum Beispiel Mineralkristalle oder Überreste von Lebewesen. Schließlich gab es zu jener Zeit noch keine wissenschaftlich schlüssige Erklärung für die fossilen Funde.

Paläontologie erforscht Fossilien

Heutzutage werden Fossilien durch die Paläontologie erforscht, die Wissenschaft von den Lebewesen vergangener Erdzeitalter. Zu ihnen gehören zum Beispiel die Jura- oder Kreidezeit. Der Arzt und Zoologe Henri de Blainville führte 1825 den Begriff „Paläontologie“ ein, der die älteren Bezeichnungen Oryktologie und Petrefaktenkunde ersetzte. Zu den Begründern der Paläontologie gehören die französischen Naturforscher George-Louis Leclerc Buffon und Jean Baptiste Lamarck sowie der englische Naturforscher Charles Darwin.

Mithilfe von Fossilienfunden lassen sich Hinweise auf verwandtschaftliche Beziehungen zwischen Organismen oder die Entwicklung von Pflanzen- oder Tierarten finden. Sie liefern zudem Beweise für die Evolution, also die allmähliche Veränderung einer Population von Lebewesen über viele Generationen hinweg. Sie schließt auch die zunehmende Höherentwicklung sowie den Formenwandel der Organismen ein.

Entstehung von Fossilien

Stirbt ein Lebewesen, so setzen im Normalfall Fäulnis-, Verwesungs- und Gärungsprozesse ein oder das Tier bzw. die Pflanze wird einfach von einem anderen Tier gefressen. Bestimmte Umstände können die vollständige Zersetzung verhindern, so dass der gesamte Organismus oder Teile von ihm erhalten bleiben. Diese Bedingungen sind gegeben, wenn Tiere oder Pflanzen dauerhaft in Harz, Eis, feinen Sand oder Schlamm eingebettet werden.

Oder sie versinken in gerbstoffhaltigem Wasser, wie es in Mooren vorkommt. Gerbstoffe sind Stoffe mit gerbender Wirkung. Sie verändern pflanzliches oder tierisches Gewebe chemisch so, dass sie länger haltbar sind. Gerbstoffe werden industriell genutzt, um Tierhaut zu gerben. Sie wird dadurch in Leder verwandelt, das weder stinkt noch verrottet.

Wenn Organismen auf die eine oder andere Art über Jahrtausende oder Jahrmillionen erhalten bleiben, spricht man von Fossilien. Hier lassen sich verschieden Fossilienformen unterscheiden:

  • Knochenfunde: Durch Luftabschluss können die anorganischen Mineralien (zum Beispiel Calcium) von Knochen im Sediment erhalten bleiben. Anorganische Mineralien machen beispielsweise im menschlichen Knochen 60 bis 70 Prozent der gesamten Knochensubstanz aus.
  • Versteinerungen: Verholzte Pflanzenteile oder Organismen mit Hohlräumen wie beispielsweise Schnecken lagern sich in nassen, basischen Sedimenten ab. Die organischen Bestandteile – also das lebende Gewebe – werden zersetzt. Die Zersetzung lässt Hohlräume entstehen. Diese füllen sich mit Kalk oder Kieselsäure und versteinern langsam.
  • Abdruck: Ein Tier hinterlässt seine Spur im Schlamm. Weitere Schichten lagern sich darüber ab. Ihr Druck macht aus dem Schlamm festes Sedimentgestein. So wurden zum Beispiel Abdrücke von Federn des Urvogels gefunden.
  • Einschluss: Ein Insekt bleibt auf dem Harz einer Kiefer kleben. Ein weiterer Tropfen Harz fließt über das Insekt und schließt es luftdicht ein. Im Laufe von Jahrtausenden verwandelt sich das Harz zu Bernstein. Auf ähnliche Weise kann ein Einschluss auch im Eis stattfinden.
  • Inkohlung: Organische Verbindungen, beispielsweise Pflanzenreste, werden normalerweise unter Druck, Luftabschluss und Wärme langsam zersetzt. Bei der sogenannten Inkohlung bleibt Kohlenstoff, der Hauptbestandteil in organischen Verbindungen erhalten, während der Anteil an Wasser und flüchtigen Stoffen abnimmt. Beispiele sind die Stein- und Braunkohle, die aus dem Holz von Bäumen entstanden sind. Der Prozess der Inkohlung ist bis heute nicht vollständig aufgeklärt worden.
  • Mumifizierung: Gerbstoffhaltiges Wasser oder massiver Wasserentzug verhindern die Zersetzung von Pflanzen oder Tieren.

Leitfossilien für die Altersbestimmung

Als Leitfossilien werden Fossilien bezeichnet, mit deren Hilfe Paläontologen die Altersbestimmung in verschiedenen Gesteinsschichten vornehmen können. Findet man das gleiche Leitfossil in unterschiedlichen Gesteinsschichten an verschiedenen Orten der Erde, so ist wahrscheinlich, dass die Gesteine annähernd gleich alt sind. Diese Form der Altersbestimmung wird als Biostratigraphie bezeichnet. Beispiele für Leitfossilien sind die Ammoniten für das Jurazeitalter oder Trilobiten für das Zeitalter des Kambriums.

Fossil Trilobit Abbildung: Trilobit

Lebende Fossilien: Quastenflosser und Gingko

Als lebende Fossilien bezeichnet man heute noch lebende Organismen, die es in gleicher Gestalt bereits vor Jahrmillionen gab. Beispiele hierfür sind der Ginkgo-Baum oder der Quastenflosser. Der Quastenflosser ist eine Übergangsform zwischen einem Fisch und einer Amphibie. Er hat die Lunge eines Fischs, mit der er aber auch den Sauerstoff der Luft atmen kann. So konnte er auch in warmem, sauerstoffarmem Wasser überleben, indem er sich ein Stück weit zum Landlebewesen entwickelte. Er hat ein Knochenskelett und muskulöse Flossen, mit denen er im flachen Wasser kriechen kann.

Lebendes Fossil Quastenflosser Abbildung: Quastenflosser, lebendes Fossil