Jungpaläozoische Larval-Paläobiologie von Gastropoden
A. Nützel
Gastropodenschalen spiegeln die Ontogenese in hohem Maße wider. Anhand der Morphologie und der Dimensionen frühontogenetischer Schalen (Protoconche) kann auch bei fossilen Arten festgestellt werden, ob ein Plankton fressendes Larvalstadium durchlaufen wurde oder nicht. Aus dem Paläozoikum sind Protoconche jedoch selten erhalten und wurden bisher fast nur für Taxonomie und Phylogenie genutzt.
Abb. A: Planktotrophe Larvalschale eines Caenogastropoden aus dem Buckhorn Asphalt (Oberkabon, Pennsylvanian, U.S.A.).
Der Informationsgehalt von Protoconchen ist jedoch viel größer. Planktotrophe Larvalschalen erlauben Aussagen über Primärproduktion und planktonische Nahrungsketten. Ferner können heterochrone Prozesse erkannt werden, die in der Evolution eine wichtige Rolle spielen. Es steht hervorragend erhaltenes karbonisches Gastropoden Material aus dem Buckhorn Asphalt (Oklahoma, U.S.A.) und anderen oberkarbonischen Fossillagerstätten der U.S.A. zur Verfügung. Im Fall des Buckhorn Asphalt migrierte Öl in die oberkarbonischen Ablagerungen und versiegelte die Molluskenschalen, so dass sie heute oft original aragonitisch mit erhaltenen Mikrostrukturen vorliegen. Dieses Material erlaubt es, Ökosysteme und planktonische Nahrungsketten des späten Paläozoikums einschließlich der Larvalökologie mariner Invertebraten zu rekonstruieren.
Abb. B: Aragonitische Kreuzlamellen Schalenstruktur aus dem Buckhorn Asphalt; solche Strukturen sind im Paläozoikum sehr selten erhalten; Bildbreite ca. 0.2 mm.
Eine Analyse der Evolution von Gastropodenlarven zeigte, dass im frühen Paläozoikum offen gewundene Larvalschalen vorherrschten und dass diese Morphologie im Laufe des Paläozoikums zunehmend verloren ging. Kambrische Mollusken durchliefen vermutlich durchweg eine nicht planktotrophe Frühontogenese, und die Planktotrophie entstand erst an der Wende Kambrium/Ordovizium.
Abb. C: Dünnschliffbild eines Nautiliden mit Kammer-Ablagerungen aus dem Buckhorn Asphalt; die Braunfärbung rührt von der Asphalt Imprägnierung her.
Abb. D: Messungen an Protoconchen legen nahe, dass es im Kambrium noch keine planktotrophen Molluskenlarven gab und diese sich erst an der Wende zum Ordovizium entwickelten (aus Nützel et al. 2006, Evolution & Development; copyright Blackwell Publishing).
Ansprechpartner
Alexander Nützel
Mitarbeiter
B. Seuß, Institut für Paläontologie, Universität Erlangen;
A. Freiwald, Institut für Paläontologie, Universität Erlangen.
Vernetzung
Royal, H. Mapes, Department of Geological Sciences, Ohio University, Athens 45701, U.S.A.; http://cneuro.zool.ohiou.edu/grad/bioscience/professors/royalmapes.html
Thomas Yancey, Texas A&M University, Geology & Geophysics, College Station, Texas, TX 77843-3115; http://geoweb.tamu.edu/profile/TYancey
Dieter Korn, Museum für Naturkunde, Humboldt Universität Berlin; http://www.naturkundemuseum-berlin.de/mitarbeiter/mitarbeiter.asp?path=aboutus&name=Dieter.Korn
Jiri Frýda, Czech Geological, Prag, Czech Republic; http://www.geology.cz/portal/page/portal/shared/j/jiri.fryda
Publikationen über das Forschungsprojekt
SEUSS, B., NÜTZEL, A., MAPES, R. H., YANCEY, T. E. 2009. Facies and fauna of the Pennsylvanian Buckhorn Asphalt Quarry deposit: a review and new data on an important Palaeozoic fossil Lagerstätte with aragonite preservation. Facies, DOI 10.1007/s10347-009-0181-9.
MAPES, R. H. & NÜTZEL, A. 2008 online. Where did Upper Paleozoic cephalopods lay their eggs? – Evidence from cephalopod embryos and gastropod and pelecypod veliger larvae. Lethaia. DOI: 10.1111/j.1502-3931.2008.00141.x
WISSAK, M., SEUSS, B. & NÜTZEL, A. 2008. Evolutionary implications of an exceptionally preserved Carboniferous microboring assemblage in the Buckhorn Asphalt Lagerstätte (Oklahoma, USA). In: Wisshak M, Tapanila L (eds) Current Developments in Bioerosion. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg, 21-54.
SERVAIS, T., LEHNERT, O., LI, J., MULLINS, G.L., MUNNECKE, A., NÜTZEL, A. & VECOLI, M. 2008. The Ordovician Biodiversification: revolution in the oceanic trophic chain. Lethaia 41: 99-109.
NÜTZEL, A., FRÝDA, J., YANCEY, T. E. & ANDERSON, J. R. 2007. Larval shells of Late Palaeozoic naticopsid gastropods (Neritopsoidea: Neritimorpha) with a discussion of the early neritimorph evolution. Paläontologische Zeitschrift 81: 213–228.
LEHNERT, O., VECOLI, M., SERVAIS, T. & NÜTZEL, A. 2007. Did plankton evolution trigger the Ordovician diversifications? Acta Palaeontologica Sinica 46: 262-268.
NÜTZEL, A., LEHNERT, O. & FRÝDA, J. 2007. Origin of planktotrophy – evidence from early molluscs: A response to Freeman and Lundelius. Evolution & Development 9: 313-318.
NÜTZEL, A., LEHNERT, O. & FRÝDA, J. 2006 Origin of planktotrophy – evidence from early molluscs. – Evolution & Development 8: 325-330.
NÜTZEL, A. & FRÝDA, J. 2003. Paleozoic plankton revolution: Evidence from early gastropod ontogeny. – Geology 31: 829-831.
BANDEL, K., NÜTZEL, A. & YANCEY, T.E. 2002. Larval shells and shell microstructures of exceptionally well-preserved Late Carboniferous gastropods from the Buckhorn Asphalt deposit (Oklahoma, USA). – Senckenbergiana lethaea 82: 639-689.
NÜTZEL, A. & MAPES, R.H. 2001. Larval and juvenile gastropods from a Carboniferous black shale: palaeoecology and implications for the evolution of the Gastropoda. – Lethaia 34: 143-162.
