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Fossilien – Entstehung und evolutive Bedeutung

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Fossilien – Entstehung und evolutive Bedeutung
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Grundlagen zum Thema Fossilien – Entstehung und evolutive Bedeutung

In diesem Video lernst du, was Fossilien eigentlich sind und welchen Nutzen sie für die Wissenschaft haben.

Fossilien – Nutzen

Nach dem Schauen dieses Videos, wirst du in der Lage sein, zwischen der relativen und absoluten Altersbestimmung zu unterscheiden. Du wirst ein paar besondere Fossilien kennenlernen. Das Video beinhaltet Schlüsselbegriffe wie Körper- und Sedimentfossilien sowie Leitfossilien, Kalium-Argon-Methode und viele mehr.

Leitfossilien

Transkript Fossilien – Entstehung und evolutive Bedeutung

Nille und Sue gehen mit ihrem Paläontologen-Club in den Steinbruch – völlig fixiert auf die Suche nach Fossilien. Wie nerdy! Moment mal, bevor wir hier jemanden als Nerd abstempeln: Hast du eigentlich gewusst, wie abgefahren spannend Fossilien sind, wenn man genauer darüber nachdenkt, und was man durch sie alles herausfinden kann? Nö? Dann nicht so voreilig . In diesem Video erfährst du etwas über "Fossilien, deren Entstehung und ihre evolutive Bedeutung". Mithilfe von Fossilien können wir in längst vergangene Zeiten zurückblicken. Schauen wir uns einmal an, was Fossilien überhaupt sind. Hast du vielleicht auch schon einmal eine versteinerte Muschel in einem Steinbruch gefunden? Oder sieh mal: eine Mücke, die vor über fünfzig Millionen Jahren in Baumharz eingeschlossen wurde und zu Bernstein aushärtete. Abgefahren, oder? Solche erhalten gebliebenen Überreste von Tieren, aber auch von Pflanzen, bezeichnet man als Fossilien. Zum einen gibt es da die sogenannten KÖRPERfossilien. Bei diesen ist der gesamte Körper, inklusive der Weichteile eines Lebewesens, erhalten. Das kommt vor, wenn das Lebewesen an einem Ort gestorben ist, an dem es nicht zersetzt werden konnte. So wie bei der Mücke – das Harz hat sie vollständig eingeschlossen und ist zu Bernstein erhärtet. Körperfossilien können zudem durch extreme Umweltbedingungen entstehen – so konnten vollständig erhaltene Mammuts im Eis der Arktis gefunden werden. Zum anderen gibt es die wesentlich häufiger zu findenden SEDIMENTfossilien. Sedimente sind gesteinsbildende Bodensätze, welche sich durch Ablagerungen von Schlamm und Sand am Grund von Seen oder Meeren bilden. Wenn ein Lebewesen vor Millionen von Jahren starb und seine organischen Körperteile zersetzt wurden, sanken die anorganischen Überreste, wie deren Skelett, auf den Meeresboden, wo diese in Sediment eingebettet wurden. Im Laufe der Zeit setzte sich immer mehr Schlamm ab und die Sedimentschicht sank immer tiefer. Nur wenn das Sediment unter dem Druck schnell erhärtete, blieben die Überreste erhalten. Na gut und warum sind Fossilien nun angeblich so interessant? Durch die Analyse von Fossilien kann die Verwandtschaft verschiedener Tiere und Pflanzen bestimmt werden – zum Beispiel durch das Erstellen von Stammbäumen. Durch den Vergleich mit heute lebenden Tieren oder Pflanzen können wir außerdem bereits ausgestorbene Lebewesen, wie beispielsweise die Vorfahren des Menschen, rekonstruieren und Entwicklungslinien bestimmen. Wir können Aussagen über die Lebensweise oder die Ernährung dieser Lebewesen treffen. Man konnte mithilfe von Fossilien bestimmen, wann es die ersten Tiere und Pflanzen an Land gab. Und es ist möglich zu rekonstruieren, welche Bedingungen in anderen Erdzeitaltern auf der Erde herrschten. Ohne Fossilien hätten wir von DENEN hier keinen blassen Schimmer. Naaa, jetzt wirken Fossilien doch ziemlich cool, oder? Uns muss allerdings bewusst sein, dass nur die wenigsten aller Lebewesen, die jemals auf der Erde gelebt haben, als Fossilien erhalten sind. Zudem bedarf es von der Entstehung bis zur Entdeckung eines Fossils einer Reihe von Zufällen. Eine fette Frage drängt sich da aber noch auf: Wie um Himmels Willen kann man eigentlich Aussagen darüber treffen, welches Alter ein Fossil hat und in welchem Erdzeitalter das Lebewesen lebte? Zunächst einmal helfen oftmals sogenannte LEITfossilien, die in bestimmten Erdzeitaltern zahlreich auftreten. In anderen Erdzeitaltern treten diese dagegen gar nicht oder nur selten auf. Werden diese Leitfossilien zusammen mit einem weiteren Fossil in einer bestimmten Sedimentgesteinsschicht gefunden, ist von deren gleichem Alter auszugehen. Ammoniten sind zum Beispiel im Mesozoikum, dem Erdmittelalter, nachzuweisen und bilden ein bekanntes Leitfossil. Die Gesteinsschichten, in denen diese Fossilien zu finden sind und damit auch sämtliche weitere, darin enthaltene Fossilien, müssen etwa gleich alt sein. Diese Methode der relativen Altersbestimmung nennt man übrigens BIOSTRATIGRAFIE. Die Ermittlung des EXAKTEN Alters ist damit NICHT möglich, daher der Begriff RELATIV. Für eine exakte Bestimmung nutzt man Methoden der ABSOLUTEN Altersbestimmung. Ein Beispiel dafür ist die Radiokarbonmethode. Ein Tier nimmt während seines Lebens mit dem Futter jede Menge Kohlenstoffatome auf, denn Kohlenstoff kommt in allen organischen Verbindungen vor. Darunter ist auch ein geringer Anteil des radioaktiven C-vierzehn-Isotops. Radioaktive Atome zerfallen mit der Zeit, so auch die radioaktiven Atome des c-vierzehn-Isotops in einem toten Tier. Die Zerfallszeit ist dabei konstant. Da man weiß, wie schnell die Atome im Schnitt zerfallen, kann man anhand der noch vorhandenen C-vierzehn-Atome in dem Fossil auf dessen Alter zurückschließen. Diese Methode eignet sich zur Altersbestimmung bei relativ jungen Fossilien, die bis zu fünfzigtausend Jahre alt sind. Auf ähnliche Weise kann man das Alter von Fossilien auch durch die Zerfallszeit anderer radioaktiver Isotope, beispielsweise der Elemente Kalium oder Blei, bestimmen. Das radioaktive K-vierzig-Isotop von Kalium zerfällt beispielsweise sehr langsam zu Argon und hat eine Halbwertszeit von eins komma drei Milliarden Jahren. Halbwertszeit meint dabei die Zeitspanne, nach der die Hälfte des anfänglichen Werts des abnehmenden K-vierzig-Isotops erreicht ist. Mit der Kalium-Argon-Methode lässt sich so das Alter von Fossilien bestimmen, die mehrere hunderttausend Jahre alt sind. Es gibt einige weitere Methoden. Heute sollen dir diese jedoch für einen Überblick reichen. Fassen wir noch einmal zusammen. Körperfossilien weisen den ganzen Körper eines Fossils auf. Wesentlich häufiger sind jedoch sogenannte Sedimentfossilien zu finden, wobei meist nur ein Teil derer Hartteile erhalten ist. Mithilfe von Fossilien können wir auf Verwandtschaften oder die Lebensweise von längst ausgestorbenen Tieren und Pflanzen schließen. Das Alter eines Fossils können wir relativ durch die Biostratigrafie und sogenannte Leitfossilien bestimmen und bei manchen sogar absolut durch Methoden wie die Radiokarbon- oder Kalium-Argon-Methode. Also hier ist schonmal jemand voll "into-it" und würde liebend gern in den Paläontologen-Club aufgenommen werden.

2 Kommentare
2 Kommentare
  1. Wow echt Cool echt nice

    Von Lidya, vor 3 Monaten
  2. seher hilf voll

    Von Trishit, vor 3 Monaten

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.
  • Definiere wichtige Begriffe rund um Fossilien.

    Tipps

    Relativ bedeutet so viel wie „vergleichend“. Absolut bedeutet so viel wie „beziehungslos“ oder „unabhängig“.

    Fossilien sind das Einzige unter den Begriffen, das du in der Hand halten kannst.

    Auf dem Bild über der Aufgabe siehst du Paläontologen bei der Arbeit.

    Lösung
    • Als Fossilien bezeichnet man die erhalten gebliebenen Überreste von Tieren oder Pflanzen aus vergangenen Erdzeitaltern.
    • Als Paläontologie bezeichnet man die Wissenschaft von den Lebewesen vergangener Erdzeitalter.
    • Unter Evolution versteht man die Entwicklung von niederen zu höheren Lebewesen im Laufe der Stammesgeschichte.
    • Die Biostratigraphie ist eine Methode der relativen Altersbestimmung.
    • Die Radiokarbonmethode eine Methode der absoluten Altersbestimmung.
  • Gib wieder, wie Fossilienarten entstehen können und wie häufig sie zu finden sind.

    Tipps

    Drei der Begriffe können den Sedimentfossilien zugeordnet werden.

    Bernstein ist fossiles Harz.

    Lösung

    Fossilien sind erhalten gebliebene Überreste von Tieren und Pflanzen.

    Bei den selten zu findenden Körperfossilien ist der Körper inklusive der Weichteile eines Lebewesens erhalten geblieben. Das kommt vor, wenn das Lebewesen an einem Ort gestorben ist, an dem sein Körper nicht zersetzt werden konnte.
    Körperfossilien können durch extreme Umweltbedingungen entstehen. Zum Beispiel konnten vollständig erhaltene Mammuts im Eis der Arktis gefunden werden oder Mücken, die von Baumharz umschlossen wurden, welches dann zu Bernstein geworden ist.

    Zudem gibt es die wesentlich häufiger zu findenden Sedimentfossilien: Wenn ein Lebewesen stirbt, werden nicht zersetzte Überreste, wie das Skelett oder die Zähne, manchmal von Sand, Kalk oder Schlamm bedeckt.
    Im Laufe der Zeit setzt sich immer mehr Sand, Kalk oder Schlamm ab und die Sedimentschicht sinkt tiefer. Nur wenn das Sediment unter Druck schnell erhärtet, bleiben die Überreste erhalten.

  • Erkläre, wie verschiedene Arten von Fossilien entstehen.

    Tipps

    Bei den Bedingungen ist danach gefragt, was passieren muss, damit diese Art von Fossil entsteht.

    Eine Mücke in Bernstein ist ein Körperfossil.

    Lösung

    Bei Körperfossilien handelt es sich um erhalten gebliebene Körper inklusive der Weichteile. Sedimentfossilien hingegeben sind lediglich anorganische Überreste eines toten Lebewesens.

    Damit der gesamte Körper erhalten bleibt, müssen für die Entstehung von Körperfossilien Umweltbedingungen vorherrschen, die eine Zersetzung verhindern. Damit sogar Weichteile nicht zersetzt werden, muss ein rascher und vollständiger Einschluss des Körpers stattfinden, z. B. durch Eis oder Harz.

    Bei Sedimentfossilien legen sich Sand, Kalk oder Schlamm um die Überreste des Lebewesens. Man findet sie daher häufig an ehemaligen Seeböden oder Meeresböden. Durch weitere Ablagerungen sinkt die Sedimentschicht inklusive Überreste ab und härtet durch den hohen Druck schnell aus.

  • Beschreibe, wie Altersbestimmungen von Fossilien durchgeführt werden.

    Tipps

    Die Kalium-Argon-Datierung erlaubt es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, wesentlich ältere Funde zu bestimmen als mit der Radiokarbonmethode.

    Lösung

    Um eine Aussage über das Erdzeitalter, in welchem das Lebewesen gelebt hat, zu treffen, helfen uns sogenannte Leitfossilien. Sie treten in bestimmten Erdzeitaltern zahlreich auf und in allen anderen Erdzeitaltern gar nicht oder selten.

    In Gesteinsschichten, in denen Leitfossilien gefunden werden, müssen alle anderen gefundenen Fossilien etwa gleich alt sein. Diese Methode der relativen Altersbestimmung heißt Biostratigraphie.

    Möchte man das exakte Alter eines Fossils bestimmen, benötigt man Methoden der absoluten Altersbestimmung. Ein Beispiel dafür ist die Radiokarbonmethode. Diese beruht, wie der Name bereits verrät, auf der Grundlage des Zerfalls von radioaktivem Kohlenstoff.

    Kohlenstoffatome sind die Grundlage aller Nahrung und werden durch jedes Lebewesen im Verlauf seines Lebens aufgenommen, darunter auch ein kleiner Teil des radioaktiven $^{14}$C-Isotops.
    Da die Zerfallszeit konstant ist, kann man anhand der noch vorhandenen radioaktiven $^{14}$C-Atome auf das Alter des Fossils rückschließen.

    Ein Nachteil ist, dass diese Methode nur für Fossilien bis zu einem Alter von 50 000 Jahren geeignet ist. Für die Altersbestimmung von Fossilien mit höherem Alter kann man zum Beispiel das radioaktive Kaliumisotop $^{40}$K betrachten. Es hat eine Halbwertzeit von 1,3 Milliarden Jahren.

  • Benenne die Zwecke, zu welchen Fossilien genutzt werden können.

    Tipps

    Zwei der Antwortmöglichkeiten sind falsch.

    Fossilien geben uns viele Informationen über die erdgeschichtliche Entwicklung und die Evolution von Lebewesen.

    Lösung

    Fossilien geben uns viele Informationen über die erdgeschichtliche Entwicklung und die Entstehung und Evolution von Lebewesen:

    • Durch Fossilien können Rückschlüsse auf die Verwandtschaft verschiedener Tiere und Pflanzen gezogen werden.
    • Fossilien ermöglichen die Rekonstruktion von Entwicklungslinien oder der Bedingungen der verschiedenen Erdzeitalter.
    • Mithilfe von Fossilien kann man Aussagen über die Lebensweise und die Ernährung von Lebewesen treffen.
    • Durch Fossilien konnte man sogar bestimmen, wann es die ersten Tiere und Pflanzen an Land gab.

    Fossilien sind Spuren vergangenen Lebens. Man kann die Überreste der Lebewesen weder zum Leben erwecken noch zur Fortpflanzung bringen.
    Ambitionierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler planen, mit erhaltenem Genmaterial und moderner Gentechnik ausgestorbene Arten zurückholen. Es gibt jedoch neben technischen auch ethische Bedenken.

  • Beurteile die Aussagen zu Fossilien.

    Tipps

    Die Radiokarbonmethode ist für Fossilien geeignet, die bis zu 50 000 Jahre alt sind.

    Die DNA hat eine Halbwertzeit von einigen Hundert Jahren.

    Lösung

    Paläontolog*innen sind Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen, die sich mit vergangenen Zeitaltern und vergangenen Lebewesen beschäftigen und diese erforschen. Im Rahmen ihrer Forschung untersuchen sie zum Beispiel Fossilien und Gesteinsschichten.

    Fossilien, deren Körper inklusive Weichteile erhalten geblieben sind, nennt man Körperfossilien.
    Doch auch wenn der Körper der Mücke im Bernstein erhalten geblieben ist: DNA aus Dinosaurierblut kann man daraus nicht gewinnen, da DNA ein instabiles Molekül mit einer Halbwertzeit von lediglich mehreren Hundert Jahren ist. Selbst wenn man kleine Schnipsel davon finden sollte: Aus DNA, die aus Millionen von Jahren alten Fossilien stammt, kann man keine neuen Lebewesen erschaffen.

    Trotzdem können wir anhand von Sedimentfossilien sowie weiteren Informationen über das jeweilige Zeitalter das Aussehen von Dinosauriern recht genau rekonstruieren.

    Bei Lebewesen wie den Mammuts geht das sogar noch besser, weil diese teilweise im Eis eingeschlossen und als Körperfossilien gefunden wurden. Sie haben zu einer ganz anderen Zeit als die Dinosaurier gelebt. Dies konnte man mittels Leitfossilien feststellen. Die Radiokarbonmethode ist dafür nicht geeignet, da diese nur für Fossilien anwendbar ist, die bis zu 50 000 Jahre alt sind. Die letzten Dinosaurier haben allerdings vor mehreren Millionen Jahren gelebt.

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