Im Südosten Kanadas wurden außergewöhnlich gut erhaltene, 350 Millionen Jahre alte Pflanzenfossilien seltsamer, buschiger Bäume entdeckt. Im Vereinigten Königreich haben Forscher einen fossilen Wald mit kleinen palmenähnlichen Bäumen und Spuren von Arthropoden aus dem Mitteldevon entdeckt. Versteinerte Bäume, die zufällig im Südwesten Englands entdeckt wurden, gehören zu den ältesten bekannten Wäldern der Erde, wie eine neue Studie ergab. Die 390 Millionen Jahre alten Fossilien verdrängen den 386 Millionen Jahre alten Gilboa Fossil Forest im Bundesstaat New York als ältesten bekannten Wald der Welt.
Im Vereinigten Königreich haben Forscher einen fossilen Wald mit kleinen palmenähnlichen Bäumen und Spuren von Arthropoden aus dem Mitteldevon entdeckt. Die neue Entdeckung verdeutlicht die Unterschiede zwischen den beiden Ökosystemen und deutet darauf hin, dass sich Wälder in nur wenigen Millionen Jahren von relativ ursprünglich zu etablierten Wäldern entwickelt haben, sagte Neil Davis, Hauptautor der neuen Studie, die am 23. Februar im Journal of the Geological Society veröffentlicht wurde.
Eine Illustration, wie Bäume im frühesten Wald der Erde ausgesehen haben könnten. Peter Giesen/Chris Berry
Es wird angenommen, dass dieser inzwischen ausgestorbene Pflanzentyp, der als Cladoxylopside bekannt ist, eng mit Farnen und Sphenopsiden (Schachtelhalmen) verwandt ist. „Sie sehen aus wie Palmen, haben aber nichts mit Palmen zu tun“, sagte Davis. „Sie haben einen langen Mittelstamm und etwas, das aussieht, als würden sich Palmwedel lösen, aber diese Palmwedel sind eigentlich keine Blätter – sie sind eigentlich nur viele Zweige.“
Laut Davis erreichten diese Bäume mit verzweigten Kronen eine Höhe von 6,5 bis 13 Fuß (2 bis 4 Meter), was bedeutet, dass „es kein sehr hoher Wald war“.
Fossile Bäume werden sowohl als hohle, mit Sediment gefüllte Stämme als auch als umgestürzte Baumstämme, die über Äonen abgeflacht wurden – wie „Abgüsse im Sediment“, konserviert, sagte Davis. Er fügte hinzu, dass dort, wo die Zweige an den Bäumen befestigt waren, immer noch kleine Narben sichtbar seien.
Davis und seine Kollegen stießen bei Feldarbeiten in der Hangman-Sandsteinformation auf die Waldreste, die bis in die Zeit des Mitteldevons (vor 393–383 Millionen Jahren) zurückreichen. Während der Devon-Zeit war das heutige Großbritannien Teil eines Kontinents namens Laurentia, der direkt unter dem Äquator lag, was bedeutet, dass das Klima warm und trocken war, sagte Davis.
Die neu entdeckten fossilen Bäume gehören zum ältesten bekannten Wald der Welt. Christopher Berry
„Als ich zum ersten Mal Fotos von Baumstämmen sah, wusste ich sofort, was sie waren, basierend auf 30 Jahren Erfahrung mit der Erforschung dieser Baumart auf der ganzen Welt“, sagte der Co-Autor der Studie, Christopher Berry, Paläobotaniker und Dozent an der Universität Cardiff in den USA Großbritannien, sagte in einer Erklärung. „Es war erstaunlich, sie so nah an ihrem Zuhause zu sehen. Aber das aufschlussreichste Verständnis stellt sich ein, wenn man diese Bäume zum ersten Mal an den Orten sieht, an denen sie gewachsen sind.“
Ältere Bäume gibt es in anderen Teilen der Welt, wobei die ersten Pflanzen vor 500 Millionen Jahren an Land auftauchten, aber diese neue Entdeckung ist das früheste Beispiel eines Waldes, in dem Bäume dicht beieinander und in Gruppen wachsen.
„Wir haben Arten gefunden, bei denen Bäume in einem bestimmten Gebiet nebeneinander wachsen“, sagte Davis. „Wir schauen uns also ein Bild an, anhand dessen wir mit Sicherheit sagen können, dass an diesem bestimmten Ort Bäume wuchsen und dass das Sediment, das wir untersuchen, der Waldboden ist.“
Einige Fossilien zeigen noch Narben an den Stellen, an denen die Äste an den Bäumen befestigt waren. Neil Davis
Unter den fossilen Bäumen entdeckten Forscher Spuren von kleinen Lebewesen aus dem Devon. „Zu diesem Zeitpunkt gibt es nichts Größeres als die vielen kleinen Arthropoden, die den Boden durchstreifen“, sagte Davis. „In einigen Seen und Flüssen in der Nähe gibt es möglicherweise noch ein paar weitere amphibienähnliche Lebewesen und Fische.“
Obwohl die Forscher ursprünglich die Sedimente untersuchen wollten, könnte die zufällige Entdeckung fossiler Bäume einen Wendepunkt in der Pflanzenökologie des Devon aufzeigen. „Das deutet darauf hin, dass es vor etwa 390 Millionen Jahren einen plötzlichen Anstieg der Waldumgebung gab“, sagte Davis.
Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass im Südosten Kanadas außergewöhnlich gut erhaltene Pflanzenfossilien seltsamer Buschbäume entdeckt wurden. Die alten Bäume sind anders als alles, was Wissenschaftler jemals gesehen haben, und könnten Beispiele für Evolutionsexperimente sein. Die seltenen Baumfossilien, konserviert mit Blättern, haben eine Architektur, die mit keiner heute bekannten Pflanze vergleichbar ist, und liefern den frühesten Beweis dafür, dass kleine Bäume unter dem Blätterdach des Waldes wuchsen.
Ein Erdbeben vor 350 Millionen Jahren stürzte die Bäume um und begrub sie in einem Schlammbad. Dabei hinterließen sie nahezu perfekte Abdrücke ihrer Stämme und Blätter im Sediment am Grund des damaligen Sees. Geologen entdeckten 2017 bei einer Steinbruchgrabung in New Brunswick das erste versteinerte Holz und gruben anschließend vier weitere nahezu identische Exemplare aus.
Sanfordiacaulis-Bäume
Typischerweise sind im Fossilienbestand nur die Stämme alter Bäume erhalten. Doch die neue Entdeckung offenbart ein dichtes Blätterdach aus mehr als 250 Blättern, die sich um die oberen 30 Zoll (75 Zentimeter) des dünnen, unverzweigten Stammes des Baumes drängten, der etwa 8,7 Fuß (2,7 Meter) hoch war. Laut der am Freitag (2. Februar) in der Fachzeitschrift Current Biology veröffentlichten Studie wurden die Blätter bis zu 3 Meter lang und erstreckten sich vom Stamm in „eng zusammengedrückten Spiralen“.
Die Bäume, Sanfordiacaulis genannt, haben wahrscheinlich diese Spiralstruktur entwickelt, um die Menge an Sonnenlicht zu maximieren, die ihre Blätter für die Photosynthese einfangen, schreiben die Forscher in ihrer Studie. Ihre geringere Statur lässt auch darauf schließen, dass diese Pflanzen die frühesten Beispiele für kleinere Bäume sind, die unter dem Blätterdach größerer Bäume wachsen.
Baumblätter sind sehr selten als Fossilien erhalten, aber dieses Exemplar zeigt die Überreste eines Blätterdachs. Matthew Stimson
Die Rekonstruktion dieser Pflanzen „verzerrt unser Verständnis davon, wie Bäume sich organisieren und wachsen“, sagte Gastaldo. „Ihre Wachstumsarchitektur ähnelt den beiden in den modernen Tropen vorkommenden Baummustern, unterscheidet sich jedoch deutlich von ihnen“, einschließlich einer kleinen Anzahl von Baumfarnen, Gymnospermen (Pflanzen mit offenen Samen) und Blütenpflanzen, sagte er. Aber diese modernen Pflanzen tragen weniger Blätter in ihren Kronen – 15 bis 20 im Fall von Baumfarnen und Palmen, fügte er hinzu.
Laut Gastaldo dürfte Sanfordiacaulis in der Vegetation des Karbons (vor 359–299 Millionen Jahren) auf die gleiche Weise herausragen wie Köcherbäume (Aloidendron dichotomum, früher Aloe dichotoma) und Affenbrotbäume (Adansonia) heute.
Olivia King, die bei der Entdeckung der neuen Fossilien mitgeholfen hat, liegt neben einem der Sanfordiacaulis-Exemplare. Matthew Stimson
„Wir halten Köcherbäume und Affenbrotbäume im Vergleich zu anderen Angiospermen (Blütenpflanzen) für seltsam“, sagte er. „Solche Merkwürdigkeiten gab es in der Antike bei anderen Pflanzengruppen, die lange vor dem Erscheinen blühender Pflanzen auf dem Planeten lebten, aber wir haben keine Hinweise auf ihre Merkwürdigkeiten, es sei denn, es ereignete sich ein sehr seltenes Ereignis, das die Pflanze intakt bewahrte.“
Der Studie zufolge diversifizierten sich die Pflanzen während der Devonzeit (vor 419–359 Millionen Jahren) und der Karbonzeit erheblich. Die seltsamen Fossilien könnten ein Beispiel für ein damaliges Evolutionsexperiment sein, das letztlich scheiterte, sagte Gastaldo. „Die Evolution des Pflanzenreichs hat viele verschiedene experimentelle Formen durchlaufen, die mehrere Millionen Jahre oder länger erfolgreich waren, aber den Test der Zeit nicht bestanden haben“, sagte er.
