Biologiekurs Evolution |
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(c)1998 Hans-Dieter Mallig |
Erhaltung von Hartteilen | Skelette, schalen und Gehäuse sind am dauerhaftesten und bleiben oft erhalten. Am längsten halten sich die Zähne. | Von Muscheln oder Tintenfischen, wie Ammoniten und Belemniten, sind in großer Zahl Hartteile aus den Kalkablagerungen des Erdmittelalters bekannt. |
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Körperfossilien | Im Sediment bleibt der Körper eines Lebewesens erhalten | Das Harz der Bäume hat in Urzeiten viele Insekten eingeschlossen, die man im "Bernstein" bewundern kann. Ebenso können die Knollenfeuersteine der Kreidezeit, die aus Salzlösungen auskristallisierten, ganze Tiere enthalten. |
Steinkern | Eine Leiche läßt nach ihrer Zersetzung im Sediment einen Hohlraum zurück, der später von Sand und Kalkschlamm ausgefüllt werden kann, oder der künstlich mit Gips ausgegossen werden kann. | Steinkerne gibt es von Quallen aus dem Kambrium. Die Hohlräume der beim Vesuvausbruch 79 n. Chr. umgekommenen Bewohner von Pompeji wurden mit Gips ausgegossen. |
Echte Versteinerungen | Das Gewebe toter Organismen wird von Mineralsalzlösungen durchdrungen. Das Wasser verdunstetund die ausgefallenen Mineralsalze füllen die Hohlräume | Es existieren unzählige verkieselte oder verkalkte Pflanzen. Mit dem Elektronenmikroskop lassen sich oft noch Strukturen im Bereichvon 10-9m erkennen. |
Inkohlung | Die Zersetzung von pfanzenlichen Stoffen geschieht unter Sauerstoffabschluß nur unvollständig und so entsteht eine relative Anreicherung von Kohlenstoff. | In den Steinkohlenflözen findet man Reste von baumförmigen Farnen, Schachtelhalmen und Bärlappgewächsen. |
Mumifikation | Wasserentzug in Trockengebieten, Eingefrieren. Auch das sauerstoffarme saure Moorwasser konserviert Weichteile. | Mumien in der Wüste, der Ötzi im ewigen Gletschereis, Moorleichen im sauren Moorwasser. |
von Aalen (Museum) |
Links sehen wir das Gehäuse einer Schnecke aus dem Lias.
Wie alt kann das Schneckenhaus etwa sein? (Du kannst dir hier ein Arbeitsblatt aufrufen und ausdrucken, in dem du das Alter in Millionen Jahren ablesen kannst.) Wenn wir sehr viele solcher Funde haben, können wir sie nach Ähnlichkeiten sortieren und sogar richtige Entwicklungsreihen finden. |
Du kannst dir diese Vorlage als Arbeitsblatt ausdrucken , die Schneckenhäuser ausschneiden und so nach Ähnlichkeit anordnen und aufkleben, wie du meinst, daß sie sich im Laufe der Zeit entwickelt haben. | ||
Wie sieht die Sortierung der Schneckenhäuser nach Ähnlichkeit aus? |
Stratigraphische Altersbestimmung von Fossilien:
(hdm) |
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Bei einer ungestörten Schichtfenfolge kann man davon ausgehen, daß die oberen Schichten jüngere und die unteren Schichten ältere Fossilien enthalten. | Bei einer Verwerfung, z.B. einer Absenkung eines Teiles, sind die Schichten im gleichen Niveau ungleichaltrig. | Bei einer Faltung gibt es bei der Altersdatierung die gleichen Schwierigkeiten wie bei einer Verwerfung. |
Ein eindrucksvolles Beispiel übereinanderliegender
Gesteinsschichten liefert uns ein Blick in den Grand Canyon. Der
Colorado schneidet sich auf einer Länge von 350 km zwischen 1200
und 1700 Meter tief in die Erkruste ein und verursacht so eine tiefe
Schlucht, den Grand Canyon in Arizona, Nordamerika.
Am Grunde der Schlucht findet man die ältesten Gesteine des
Canyons, von Granit durchdrungene metamorphe Schiefer mit einem Alter
von 1,5 bis 2 Milliarden Jahren. Die darüber liegenden
Gesteinsschichten verlaufen schräg, haben ein Alter von 1,2
Milliarden Jahren und werden als Grand-Canyon-Serie bezeichnet. Die
oberen Schichten bestehen aus Sandstein, Kalkstein und Schiefer.
(hdm 1994): Grand Canyon |
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b) durch absolute Altersdatierung mit der 14C-Methode
Das in der Atmosphäre vorkommende Kohlenstoffdioxid enthält nicht nur die "normalen" 12C Kohlenstoffatome sondern auch das radioaktive Kohlenstoffisotop 14C. Dieses gibt radioaktive Strahlung ab, die man messen kann. Das 14C ist nicht stabil und zerfällt mit einer Halbwertszeit von 5730 Jahren.
(hdm) Zerfallskurve von 14C. Nach je 7530 Jahren ist jeweils nur noch die Hälfte an 14C vorhanden. |
Und damit bleiben noch einige Fragen offen. Z.B.
Wie kommt überhaupt CO2 in die Knochen eines Tieres? Tiere atmen doch CO2 aus? Diese Antwort kannst du selbst finden.
Woher will man wissen, wie hoch die 14C-Konzentration zur Zeit des inzwischen als Fossil vorliegenden Lebewesens war? (Zusatzinformation)
Mit dieser Radiocarbonmethode kann man bis zu 45 000 Jahre zurück eine hinreichend genaue Altersbestimmung durchführen.
Für die Altersbestimmung von Lebewesen, die vor dieser Zeit gelebt haben, kann man die Protactinium 231/ Thorium 230-Methode oder die Kalium 40/ Argon 40-Methode anwenden. Bei diesen radiometrischen Methoden zur Altersbestimmung kann man jedoch nicht das Fossil selbst benützen, sondern muß das umgebende Sediment untersuchen (Fehlerquelle!). Mit der Protactinium 231/ Thorium 230-Methode (bis 180 000 Jahre) kann das Alter von den umgebenden Tonen, Globigerinen-Schlamm und Karbonaten bestimmt werden. Die Kalium 40/ Argon 40-Methode (170 000 bis 2 Milliarden Jahre) benützt man zur Altersbestimmung der umgebenden Gesteine.
Übung: Von einem Säugerfossil, einem Schädel,
soll das Alter nach der Radiokarbonmethode bestimmt werden. Ein
Knochenstück des Schädels wurde verbrannt und die
Radioaktivität gemessen. Danach betrug der Anteil an 14C nur noch 30%.
Du sollst das (ungefähre) Alter dieses Schädels bestimmen.
Die Lösung des Problems ist einfach, wenn du eine
Eichtabelle herstellst. Auf der Ordinate wird nach oben der
Radiokarbonanteil von 0 bis 100 % als Skala aufgetragen (z.B. 10 cm).
Die Abszisse nach rechts stellt die Zeitleiste dar, die von 0 bis 18
000 Jahre zu zeichnen ist (1000 Jahre - 1 cm).[Hilfe]
Säuger: | Trias |
Fische: | Ordovicium |
Vögel: | Jura |
Reptilien: | Karbon |
Amphibien: | Devon |
In der nebenstehenden Tabelle ist das Alter der ältesten gefundenen Fossilien der einzelnen Wirbeltierklassen angegeben. Man kann davon ausgehen, daß die Tiergruppe von zweien, von der die älteren Fossilien existieren, auch die ältere Tiergruppe ist.
Aufgabe: Stelle mit Hilfe der unten stehenden Tabelle der Erdzeitalter eine zeitliche Entwicklungsreihe der Wirbeltiere auf. Hierzu kannst du in der Tabelle das Alter nachschauen und, mit dem ältesten Fossil beginnend, nacheinander die jüngeren Fossilien daneben schreiben.
Erdzeitalter |
Beginn
vor Mill. Jahren |
Dauer
in Mill. Jahren |
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Käno(neo)zoikum | Quartär | Holozän | 2 | 2 |
Pleistozän | ||||
Tertiär | Pliozän | 70 | 68 | |
Miozän | ||||
Oligozän | ||||
Eozän | ||||
Paleozän | ||||
Mesozoikum | Kreide | Oberkreide | 135 | 65 |
Unterkreide | ||||
Jura | Malm | 190 | 55 | |
Dogger | ||||
Lias | ||||
Trias | Keuper | 220 | 30 | |
Muschelkalk | ||||
Buntsandstein | ||||
Paläozoikum | Perm | Zechstein | 280 | 60 |
Rotliegendes | ||||
Carbon | Oberkarbon | 360 | 80 | |
Unterkarbon | ||||
Devon | Oberdevon | 410 | 50 | |
Mitteldevon | ||||
Unterdevon | ||||
Silur | Obersilur | 435 | 25 | |
Untersilur | ||||
Ordovicium | Oberordovicium | 500 | 65 | |
Mittelordovicium | ||||
Unterordovicium | ||||
Kambrium | Oberkambrium | 600 | 100 | |
Mittelkambrium | ||||
Unterkambrium |
Ichthyostega:
Übergang von den Quastenflossern (z.B. Latimeria) zu den Amphibien; Schädelbau und Wirbelsäule ähneln den Crossopterygiern, auch der Fischschwanz. Die Extremitäten sind bereits fünfstrahlig und der Beckengürtel hat bereits Anschluß an die Wirbelsäule. Die Rippen inserieren zweiköpfig an der Wirbelsäule. |
von ichthyostega |
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von p.lives |
Cynognathus: Übergang von den Reptilien zu den Säugern (stammt aus der Sauriergruppe der Therapsiden). Er hat das gegliederte Gebiß eines Raubsäugers und Diphyodontie (Reptilien Polyphyodontie). Das Gaumendach ist säugerartig, Der Skelettbau ist noch wie bei einem Reptil |
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Seymouria: Seymouria hat z.T Eigenschaften wie Lurche und z. T. wie Reptilien |
von phylo.arizona |
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von virtual.Mu |
Archeoteryx: Wenn du noch nicht weißt, zwischen welchen Wirbeltierklassen Archaeopteryx steht und welches die für die Zuordnung typischen Merkmale sind, mußt du die folgende Seite (Arbeitsblatt) aufrufen. |