Neue Forschungen haben ergeben, dass Pollen, die in 250 Millionen Jahre alten Gesteinen konserviert sind, Verbindungen enthalten, die wie Sonnenschutzmittel wirken. Diese werden von Pflanzen produziert, um sie vor schädlicher ultravioletter (UV-B) Strahlung zu schützen. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass ein UV-B-Puls eine wichtige Rolle beim Massensterben am Ende des Perm gespielt hat.
Wissenschaftler aus der University of Nottingham, China, Deutschland und das Vereinigte Königreich unter der Leitung von Professor Liu Feng vom Nanjing Institute of Geology and Palaeontology haben eine neue Methode entwickelt, um Sonnenschutzmittel-ähnliche Verbindungen von Pflanzen in fossilen Pollenkörnern nachzuweisen. Die Forschung wurde heute (6. Januar 2023) in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft Fortschritte.
Das Massensterben am Ende des Perm (vor 250 Millionen Jahren) ist das schwerwiegendste der fünf großen Massensterben mit dem Verlust von ~80 % der marinen und terrestrischen Arten. Dieser katastrophale Verlust an Biodiversität war eine Reaktion auf einen paläoklimatischen Notfall, der durch die Einlagerung eines Vulkanausbruchs von kontinentalem Ausmaß ausgelöst wurde, der einen Großteil des heutigen Sibiriens bedeckt. Die vulkanische Aktivität führte dazu, dass riesige Mengen an Kohlenstoff, die im Erdinneren eingeschlossen waren, in die Atmosphäre freigesetzt wurden, was zu einer großflächigen Erwärmung durch Treibhäuser führte. Begleitet wurde dieses globale Erwärmungsereignis von einem Zusammenbruch der Ozonschicht der Erde. Untermauert wird diese Theorie durch das reichliche Vorkommen missgebildeter Sporen und Pollenkörner, die auf einen Einfluss mutagener UV-Strahlung hinweisen.
Professor Barry Lomax von der University of Nottingham erklärt: „Pflanzen benötigen Sonnenlicht für die Photosynthese, müssen sich selbst und insbesondere ihre Pollen jedoch vor den schädlichen Auswirkungen der UV-B-Strahlung schützen. Dazu beladen Pflanzen die Außenwände von Pollenkörnern mit Verbindungen, die wie Sonnenschutzmittel wirken, um die anfälligen Zellen zu schützen und eine erfolgreiche Reproduktion zu gewährleisten.“
Professor Liu Feng fügt hinzu: „Wir haben eine Methode entwickelt, um diese phenolischen Verbindungen in fossilen Pollenkörnern aus Tibet nachzuweisen, und viel höhere Konzentrationen in diesen Körnern festgestellt, die während des Massensterbens und der Höhepunktphase der vulkanischen Aktivität produziert wurden.“
Erhöhte UV-B-Werte können noch weiterreichende und länger anhaltende Auswirkungen auf das gesamte Erdsystem haben. Jüngste Modellstudien haben gezeigt, dass erhöhter UV-B-Stress die pflanzliche Biomasse und die terrestrische Kohlenstoffspeicherung reduziert, was die globale Erwärmung verschlimmern würde. Die erhöhte Konzentration von Phenolverbindungen macht Pflanzengewebe auch weniger leicht verdaulich, was eine feindliche Umgebung für Pflanzenfresser noch herausfordernder macht.
Dr. Wes Fraser von der Oxford Brookes University fasste die Ergebnisse der Gruppe zusammen und kommentierte: „Vulkanismus von solch katastrophalem Ausmaß wirkt sich auf alle Aspekte des Erdsystems aus, von direkten chemischen Veränderungen in der Atmosphäre über Änderungen der Kohlenstoffbindungsraten bis hin zur Verringerung des Volumens von nahrhafte Nahrungsquellen für Tiere zur Verfügung.“
Referenz: „In der Sonne sterben: direkte Beweise für erhöhte UV-B-Strahlung beim Massensterben am Ende des Perm“, 6. Januar 2023, Wissenschaft Fortschritte.
DOI: 10.1126/sciadv.abo6102
