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Fossilien – Entstehung und evolutive Bedeutung 06:33 min

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Transkript Fossilien – Entstehung und evolutive Bedeutung

Hallo! Hast du schon einmal Dinosaurier-Fußspuren gesehen? Oder vielleicht hast du schon einmal eine versteinerte Muschel in einem Steinbruch gefunden?

Mit Hilfe solcher Fossilien können wir in eine längst vergangene Zeit zurückschauen und erhalten so Auskunft darüber, welche Tiere und Pflanzen vor vielen Millionen Jahren gelebt haben. Wofür das wichtig ist und wie man überhaupt das Alter von gefundenen Fossilien bestimmen kann, möchte ich dir in diesem Video erklären.

Nutzen von Fossilien

Vielleicht fragst du dich, welchen Nutzen Fossilien überhaupt haben. Durch die Analyse von Fossilen kann die Verwandtschaft zwischen verschiedenen Tieren und Pflanzen bestimmt werden z.B. durch das erstellen von Stammbäumen. Auch die bereits ausgestorbenen Lebewesen wie z.B. die Vorfahren des Menschen können auf diese Weise gut charakterisiert werden.

Aussagen über die Lebensweise von Tieren und Pflanzen oder auch die Ernährung können gemacht werden. Man konnte durch Fossilien bestimmen, wann es die ersten Tiere und Pflanzen auf dem Land gab. Zudem können die Bedingungen, die auf der Erde in anderen Erdzeitaltern herrschten, mit Hilfe von Fossilien rekonstruiert werden.

Ohne Fossilien wüssten wir z.b. auch nicht, dass es eine Vielzahl verschiedener Dinosaurier auf der Erde gegeben hat. Uns muss aber bewusst sein, dass nur ein winziger Teil der Lebewesen, die jemals auf der Erde lebten, als Fossilien erhalten wurden. Tiere ohne Knochen, harte Schalen oder Schuppen bilden in der Regel keine Fossilien.

Konservierung für die Ewigkeit

Besondere Fossilien sind solche, bei denen der gesamte Körper erhalten wurde. Solche Fossilien entstanden beispielsweise, als Insekten durch Baumharze eingeschlossen wurden und zu Bernstein wurden. Auch die in den Dauerfrostböden Sibiriens gefundenen Mammuts sind besonders, denn bei ihnen wurden auch Weichteile, das Fell und sogar der Mageninhalt erhalten.

Manche Fossilien sind auch kleiner als ein Millimeter. Sie werden dann als Mikrofossilien bezeichnet. Solche Mikrofossilien sind Zeugen des Mikrokosmos aus längst vergangener Zeit. Dies sind Beispielsweise Skelettelemente von Schwämmen, so genannte Schwammnadeln. Die ältesten Fossilien sind übrigens die Stromatolithen. Das sind fossile Riffe, die aus Bakterien entstanden und etwa 3,5 Mrd. Jahre alt sind.

Hast du eine Idee wie man überhaupt sagen kann, welches Alter ein Fossil hat und in welchem Erdzeitalter das fossiles Lebewesen gelebt hat?

Leitfossilien - Altersbestimmung von Fossilien

Zunächst einmal helfen oftmals so genannte Leitfossilien, die in bestimmten Erdzeitaltern sehr zahlreich auftreten. In anderen Zeitaltern dagegen gar nicht oder nur selten. Treten solche Leitfossilien dann zusammen mit dem gefundenen Fossil eines unbekannten Lebewesens in einer Gesteinsschicht auf, kann man das Fossil dem gleichen Zeitraum zuordnen wie die Leitfossilien. Das fossile Lebewesen hat dann also zu der Zeit gelebt wie die Leitfossilien.

Allerdings gibt es nicht für alle Gesteinsschichten solche Leitfossilien. Ein bekanntes Beispiel für Leitfossilien sind die Trilobiten des Kambriums und Silurs, dabei handelte es sich um meeresbewohnende Gliederfüßer. Mit Hilfe von Leitfossilien kann man auch das Alter von Gesteinsschichten sehr gut bestimmen. Die Untersuchung von verschiedenen Gesteinsschichten und die aus der räumlichen Abfolge der Schichten resultierenden Zuordnungen zu einem Erdzeitalter bezeichnet man auch als Stratigraphie.

Radiocarbonmethode

Eine andere Methode zur Altersbestimmung von Fossilien ist die Radiocarbonmethode. Klingt kompliziert, ist aber ganz einfach: Ein Tier nimmt während seines Lebens bis zu seinem Tod hin mit dem Futter jede Menge Kohlenstoff-Atome auf, denn Kohlenstoff kommt in allen organischen Verbindungen vor. Darunter ist auch ein geringer, jedoch prozentual konstanter Anteil des radioaktiven C14-Isotops.

Radioaktive Atome zerfallen mit der Zeit, so auch die radioaktiven Atome des C14-Isotops in einem toten Tier. Die Zerfallszeit der radioaktiven Atome ist dabei konstant. So kann man anhand der noch enthaltenen C14-Atome in dem Fossil auf dessen Alter zurückschließen. Die Radiocarbonmethode kann man zur Altersbestimmung von relativ jungen Fossilien, die bis zu 50.000 Jahre alt sind, verwenden.

Auf ähnliche Weise kann man das Alter von Fossilien auch über die Zerfallszeit anderer radioaktiver Isotope beispielsweise der Elemente Kalium oder Blei bestimmen. Das radioaktive K40-Isotop von Kalium zerfällt z.B. sehr langsam zu Argon und hat eine Halbwertszeit von 1,3 Mrd. Jahren. Mit der Kalium-Argon-Methode lässt sich so das Alter von Fossilien bestimmen, die mehrere 100.000 Jahre alt sind.

Die Uran-Blei-Methode lässt sogar Altersbestimmungen von Fossilien zu, die einige Mrd. Jahre alt sind. Während durch Stratigraphie nur das relative Alter eines Fossils bestimmt werden kann, sind mit den Radiomethoden absolute Altersbestimmungen möglich.

Zusammenfassung

Du hast in diesem Video nicht nur gelernt, dass man Fossilen dazu verwenden kann, Verwandtschaften oder die Lebensweise von längst ausgestorbenen Tieren und Pflanzen zu erforschen. Du hast auch einige besondere Fossilien kennen gelernt wie Mikroifossilien oder Stromatolithen. Das Alter von Fossilien kann man durch die Stratigraphie und Leitfossilien oder aber durch Analyse von radioaktiven Isotopen z.B. in der Radiocarbonmethode bestimmen. Tschüss und bis zum nächsten Mal!

1 Kommentar
  1. danke sehr hilfreiches Video. LG

    Von Andreas Boehme, vor mehr als 4 Jahren

Fossilien – Entstehung und evolutive Bedeutung Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Fossilien – Entstehung und evolutive Bedeutung kannst du es wiederholen und üben.

  • Beschreibe den Nutzen, den Fossilien uns heute bringen.

    Tipps

    Fossil von lat. fossil = ausgegraben

    Fossilien gibt es tatsächlich, es handelt sich dabei um Zeugnisse vergangener Erdzeitalter, die mindestens 10.000 Jahre alt sind.

    Lösung

    Bei Fossilien handelt es sich um Zeugnisse vergangener Erdzeitalter. Die Erde entstand vor etwa 4,6 Milliarden Jahren, das erste Leben kurz danach. Über die Zeit danach wissen wir mittlerweile einiges, unter anderem dank verschiedener Fossilien. So können wir z. B. die Stammbäume verschiedener Tier- und Pflanzenarten bis hin zu lang ausgestorbenen Arten rekonstruieren. So wissen wir heute auch, dass Mensch und Affe einen gemeinsamen Vorfahren hatten. Durch Fossilienfunde kennen wir mittlerweile auch viele mittlerweile ausgestorbene Arten, wie z. B. die Dinosaurier. Außerdem kann man durch verschiedene Fossilien nachvollziehen, wie unser Planet während der verschiedenen Erdzeitalter ausgesehen haben muss.
    Fossilien sind also nicht nur altes Zeug, sondern wertvolle Zeugen aus der Vergangenheit unserer Erde.

  • Definiere den Begriff Leitfossil.

    Tipps

    Leitfossilien stehen exemplarisch für ein bestimmtes Erdzeitalter. Sie ermöglichen die relative Altersbestimmung von Fossilien.

    Lösung

    Leitfossilien stehen exemplarisch für ein bestimmtes Erdzeitalter. Sie ermöglichen die relative Altersbestimmung von Fossilien. Abhängig von der Erdschicht, in der die Fossilien gefunden werden, kann man feststellen, ob sie aus der gleichen Zeit kommen wie ein bekanntes Leitfossil. Damit ein Fossil als Leitfossil genutzt werden kann, muss es bestimmte Bedingungen erfüllen:

    • Die Art darf nur für eine kurze Zeit existiert haben.
    • Die Merkmale der Art müssen eindeutig zuzuordnen sein.
    • Die Art sollte in möglichst vielen verschiedenen Lebensräumen vorgekommen sein.
    • Die Art sollte geografisch möglichst weit verbreitet gewesen sein.
    • Die Fossilien müssen eindeutig und leicht zu bestimmen sein.
    • Die Fossilien müssen in großer Anzahl vorkommen.

  • Nenne und beschreibe besondere Fossilien.

    Tipps

    Besonders sind Fossilien, wenn sie sehr gut erhalten, sehr klein oder sehr alt sind.

    Als Fossilisation bezeichnet man die Entstehung von Fossilien.

    Lösung

    Fossilien an sich sind schon sehr interessant, denn sie verraten uns viel über die Vergangenheit unseres Planeten. Einige Fossilien liefern dabei besonders interessante Informationen. Dazu gehören z. B. Fossilien, bei denen der gesamte Körper erhalten blieb – bei kleinen Tieren durch den Einschluss in Baumharze (Bernstein), bei größeren Tieren durch das Einfrieren in die Dauerfrostböden Sibiriens. Hierbei wurden sogar Weichteile fossilisiert, die unter anderen Umständen verrottet wären.
    Auch sehr kleine Fossilien sind etwas Besonderes. Die sogenannten Mikrofossilien waren Bestandteil des Mikrokosmos vergangener Erdzeitalter.
    Die Stromatolithen sind die ältesten bekannten Fossilien. Es handelt sich um Riffe, die durch Bakterien entstanden sind. Heute gibt es vereinzelt noch wachsende Stromatolithen.

  • Erläutere verschiedene Arten der Fossilisation.

    Tipps

    Als Inklusen werden die Einschlüsse in fossilem Baumharz bezeichnet.

    Hier siehst du einen fossilisierten Fußabdruck.

    Bei einer Versteinerung ist eigentlich nichts mehr vom Tier übrig. Der entstandene Hohlraum wurde aber mit Kalk oder Kieselsäure gefüllt, sodass ein sogenannter Steinkern als Fossil übrig bleibt.

    Lösung

    Folgende Arten von Fossilisation unterscheidet man:

    • Mumifikation: An sehr trockenen, heißen (Wüste) oder trocken-kalten (Eiswüste) Orten kann es zum Austrocknen des Tierkörpers kommen. Auch durch das rasche, vollständige Einbetten in giftiges Milieu (div. Moore) kann eine Mumie entstehen. Werden diese Fossilien wieder freigelegt, fangen sie an zu verwesen und werden zersetzt.
    • Inkohlung: Kommt nur bei Pflanzen vor. Im sauerstoffarmen Umfeld erfolgt beim Abbau des organischen Materials eine Anreicherung von Kohlenstoff. So entsteht letztendlich Braun- und Steinkohle, in der manchmal Reste bzw. Abdrücke von fossilen Pflanzen zu finden sind.
    • Hartteile: Schuppen, Zähne, Knochenreste, Schalen oder Gehäuse aus anorganischer Substanz können unter günstigen Umständen erhalten bleiben.
    • Versteinerung: Entweder wird das Gewebe selbst von Mineralsalzlösungen gefüllt, wobei das Wasser verdunstet und die Mineralsalze ausfallen und versteinern. Oder der zersetzte Organismus hinterlässt einen Hohlraum, der sich mit Kalk oder Kieselsäure füllt. So entsteht ein Steinkern.
    • Abdrücke: Tiere hinterlassen beim Laufen oder auf andere Art mit ihrem Körper Abdrücke auf weichem Boden. Werden diese Abdrücke von neuem Sediment bedeckt, kann es mit der Zeit zum Erhärten des Abdrucks kommen.
    • Inklusen: Sind Einschlüsse ausgestorbener Nadelbäume, meist in Baumharz. Die Tiere werden vollständig vom Harz umschlossen und so wird der Körperabdruck im Harz verewigt. Fossiles Baumharz wird als Bernstein bezeichnet. Auch in Salzen ist ein Ganzkörper-Einschluss möglich.

  • Erkläre den Prozess der Fossilisation durch Baumharze.

    Tipps

    Der Tod durch Ersticken tritt recht schnell ein, wohingegen das Erhärten des Baumharzes etwas länger dauert.

    Bernstein ist zwar deutlich fester als das Harz der Bäume, die wir heute kennen. Trotzdem kann er durch Witterung oder Verschiebungen im Sediment beschädigt oder zerstört werden.

    Lösung

    Dass Fossilien überhaupt entstehen, ist ein großer Zufall. Es müssen mehrere Umstände zusammentreffen, damit Tier- oder Pflanzenbestandteile über so lange Zeit erhalten bleiben.

    So ist auch der Einschluss von Tieren in Baumharz ein kleines Wunder. Ein Insekt oder ähnlich großes Tier musste aus Versehen in flüssiges Harz gelangen – im Idealfall vollständig, so dass der gesamte Körper erhalten bleibt. Wird das Tier vollständig umschlossen, stirbt es kurze Zeit später durch Ersticken. Gleichzeitig härtet das Harz langsam aus. Forscher wissen bis heute nicht wirklich, wie lange das Harz dieser fossilen Bäume zum Aushärten gebraucht hat. Das Harz unserer heutigen Nadelbäume zeigt ganz andere Eigenschaften. Fest steht wohl, dass das Harz seinen steinähnlichen Charakter erst nach einer deutlich längeren Zeit bekommt.

    Auch wenn es heute so aussieht, als wäre das Tier im Bernstein noch vollständig erhalten, so sieht man im Grunde nur noch einen Abdruck des Tieres, quasi die äußere Hülle. Bernstein ist gasdurchlässig. Deswegen verwest auch der im Baumharz eingeschlossene Tierkörper mit der Zeit.

    Bernstein kann durch Witterung oder Verschiebungen im Sediment beschädigt oder zerstört werden. Außerdem führt dies dazu, dass das fossilisierte Harz wieder freigelegt wird.

  • Vergleiche Methoden der Altersbestimmung von Fossilien.

    Tipps

    Die dritte Methode ist der Paläomagnetismus. Er untersucht Gesteine auf erhaltene Eigenschaften des Erdmagnetfelds während der verschiedenen Erdzeitalter.

    Lösung

    In jedem Text ist ein Hinweis auf die passende Methode versteckt. Hast du ihn entdeckt?

    Im ersten Text wird deutlich, dass das Alter von Fossil A nur in Abhängigkeit zu Fossil B zu bestimmen ist. Im Video hast du gelernt, dass dies ein Merkmal der Stratigraphie ist. Hierbei orientiert man sich an bestimmten Leitfossilien – in unserem Fall Fossil B – und bestimmt mithilfe der verschiedenen Erdschichten den Altersunterschied zwischen dem Leitfossil und dem gefundenen Fossil. Es ist also nur eine relative Altersbestimmung möglich. Voraussetzung hierfür ist, dass man das Alter des Leitfossils und der Erdschichten bereits kennt.

    Der Hinweis im zweiten Text ist in der Aussage über die magnetischen Pole versteckt. Betrachtet man den Begriff Paläomagnetismus genau, erkennt man, dass das Wort Magnet darin vorkommt. Paläo kommt aus dem Griechischen und bedeutet alt. Beim Paläomagnetismus (auch fossiler Magnetismus) geht es um die Lage und die Veränderung der magnetischen Erdpole in der Vergangenheit. Die magnetischen Pole sind keinesfalls auf einen Punkt der Erde festgelegt. Im Laufe der Erdgeschichte hat sich das Magnetfeld der Erde immer wieder verändert und damit auch die Lage der Pole. Dies erkennt man an der Ausrichtung magnetisierter Teilchen in verschiedenen Gesteinen. Mit dem Wissen über die verschiedenen Zustände des Erdmagnetfeldes kann so auch das Alter von Erdschichten und der darin enthaltenen Fossilien bestimmt werden.

    Die dritte Methode ist die Radiocarbonmethode, was man im Text an der konkreten Altersbestimmung erkennt. Hier ist anhand der biochemischen Analyse über den Verfall der radioaktiven Isotope eine absolute Altersbestimmung möglich.