Wandernde Kontinente schufen artenreiche Korallenriffs

Nirgends ist heute die Artenvielfalt an Korallen und riffbewohnenden Fischen gr?sser als in S¨¹dostasien ¨C in den tropischen Gew?ssern um Indonesien und seiner Nachbarl?nder. ?Wer den Grund f¨¹r diese Vielfalt verstehen will, muss 100 Millionen Jahre zur¨¹ckblicken ¨C in eine Zeit, als das heutige S¨¹damerika und Afrika noch einen gemeinsamen Grosskontinent bildeten und das heutige Indien eine Insel auf der S¨¹dhalbkugel der Erde war?, sagt Lo?c Pellissier, Professor f¨¹r Landschafts?kologie an der ETH Z¨¹rich und der Eidgen?ssischen Forschungsanstalt f¨¹r Wald, Schnee und Landschaft WSL. Bis vor zehn Monaten leitete er eine Forschungsgruppe an der Universit?t Freiburg.

Ein internationales Forscherteam unter seiner Leitung untersuchte mit einem Computermodell erstmals die geografischen Muster, nach denen sich in der Jahrmillionen dauernden Evolutionsgeschichte von Korallen und Riff-Fischen neue Arten herausgebildet haben. Damit zeigten die Wissenschaftler, dass mit grosser Wahrscheinlichkeit die erdgeschichtlichen Verschiebungen der Kontinentalplatten die treibenden Kr?fte waren hinter der Artbildung.

Kombination verschiedener Modelle

Um zu diesem Schluss zu kommen, kombinierten die Forschenden verschiedene Simulationsrechnungen und Daten. Dazu geh?ren eine Simulation der erdgeschichtlichen Ver?nderungen des Meeresbodens sowie Informationen zur fr¨¹heren Ausdehnung der Tropen, die auf Funden von Fossilien tropischer Korallenarten basieren. So erstellten sie ein dynamisches r?umliches Modell, das angibt, wo sich im Laufe der Erdgeschichte seichte und warme Gew?sser befanden, in denen Korallen und andere tropische Lebewesen einen Lebensraum fanden.

In dieses Modell integrierten sie einen bekannten Mechanismus der Evolution, nach dem sich aus einer bestehenden Tierart zwei neue bilden. Als Veranschaulichungsbeispiel soll eine beliebige Fischart dienen, die vor 100 Millionen Jahren in einem tropischen Korallenriff lebte. Teilt sich ihr Heimatriff beispielsweise wegen Kontinentalverschiebungen in zwei voneinander getrennte Riffs, entwickeln sich die Populationen in diesen Gebieten unabh?ngig voneinander weiter. ?ber die nachfolgenden Hunderttausende von Jahren k?nnen sich so zwei neue Arten herausbilden.

Hotspot im Ur-Ozean

Eine solche Fragmentierung der tropischen Lebensr?ume fand tats?chlich statt, wie Pellissier und seine Kollegen in ihren Modellrechnungen zeigten. Ihre Simulation beginnt vor 140 Millionen, als das heutige S¨¹damerika, Afrika, Indien und Australien gemeinsam den Grosskontinent Gondwana bildeten. Seinen ?quatorseitigen K¨¹sten entlang gab es ein riesiges zusammenh?ngendes seichtes Gew?sser. In den folgenden Jahrmillionen brach der Grosskontinent auf. Es kam zu massiven Kontinentalverschiebungen und zu einer Fragmentierung der tropischen Gew?sser.

Besonders stark war diese Fragmentierung vor 50 bis 60 Millionen Jahren, wie Fabien Leprieur, Professor an der Universit?t Montpellier und Erstautor der Studie, sagt: ?Im westlichen Teil der Tethys, des Ur-Ozeans zwischen Afrika und Eurasien, gab es damals eine komplexe Meeresbodenstruktur mit vielen voneinander separierten seichten Gew?ssern ¨C einen eigentlichen Flickenteppich.? Die plattentektonischen Vorg?nge zu jener Zeit trennten und vereinigten diese Gew?sser, es war ein ?usserst dynamisches System, das die Artbildung stark beg¨¹nstigte.

Dass die West-Tethys Region damals ein Hotspot der Artbildung war, ist von Fossilienfunden bekannt. Diese Funde zeigen auch, dass sich dieser Hotspot in den vergangenen 60 Millionen Jahren von der Tethys ins heutige S¨¹dostasien verschoben hat. ?Unsere Modelle geben nun erstmals eine Erkl?rung f¨¹r diese Verschiebung?, so Pellissier. ?Wegen den plattentektonischen Vorg?ngen entstanden im Verlauf der Jahrmillionen an verschiedenen Orten neue Lebensr?ume, andere vereinigten sich oder verschwanden. Diese dynamischen Strukturen f?rderten die Verschiebung des Artbildungs-Zentrums?, so der Landschafts?kologie-Professor.

Vereinigung der Fauna Australiens und Asiens

Die heutige Artenvielfalt in S¨¹dostasien ist jedoch nicht ausschliesslich in dieser Wanderbewegung begr¨¹ndet. Vielmehr traf sich dort vor rund 15 Millionen Jahren auch die Meeresfauna der Tethys mit jener Australiens. Diese Begegnung war ebenfalls beg¨¹nstigt durch die Kontinentalverschiebung, in diesem Fall durch die Verschiebung der australischen Kontinentalplatte Richtung ?quator, wie Pellissier und seine Kollegen zeigen. ?F¨¹r landlebende Tiere und Pflanzen war diese australoasiatische Begegnung schon bekannt. Wir zeigen jetzt auf, dass es sie auch f¨¹r tropische Meereslebewesen gab.?

Korallenriffe, welche im Fokus dieser Studie stehen, sind temperaturempfindlich und wegen der Klimaerw?rmung weltweit in Gefahr: Das Great Barrier Reef in Australien erlebt derzeit die gr?sste Korallenbleiche seiner Geschichte. Pellissier: ?In diesem Zusammenhang ist es wichtig zu verstehen, dass die heutigen Riff-?kosysteme eine sehr lange Geschichte haben. Es brauchte 100 Millionen Jahre, um die ausserordentlich grosse Artenvielfalt aufzubauen, m?glicherweise dauert es aber weniger als 100 Jahre, sie zu zerst?ren.?