Das Artensterben im Anthropozän. Historische Ursachen und aktuelle Einflussfaktoren

I. Inhaltsverzeichnis

I. Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung
1.1. Einführung in das Thema
1.2. Problemorientierte Fragestellung der Arbeit
1.3. Definition Taxonomie

2. Artensterben – Wendepunkte der Evolution
2.1. Historische Ursachen des Aussterbens
2.2. Massenaussterben im Oberordovizium
2.3. Massenaussterben im Oberdevon
2.4. Massenaussterben an der Perm-Trias Grenze
2.5. Massenaussterben am Ende der Trias
2.6. Massenaussterben an der Kreide-Tertiär Grenze

3. Das sechste Sterben
3.1. Das Anthropozän
3.2. Der Beginn des sechsten Sterbens
3.3. Ursachen des sechsten Sterbens

4. Fazit

III. Abbildungsverzeichnis

IV. Literaturverzeichnis

1. Einleitung

1.1. Einführung in das Thema

Im Rahmen eines aktuellen Berichtes warnt der Weltbiodiversitätsrat der Vereinten Nationen vor einem rapiden Zunehmen des Artensterbens (vgl. IPBES 2019). Seit 1900 sei die Anzahl an Arten in Landlebensräumen um etwa 20% zurückgegangen. Derzeit seien von weltweit acht Millionen entdeckten Tier- und Pflanzenarten rund eine Million vom Aussterben bedroht. Dies entspricht einem prozentualen Anteil von 12,5%. Von 5,9 Millionen an Land lebenden Arten kann eine halbe Million nicht auf Lebensraum zugreifen, der für das langfristige Überleben erforderlich ist (vgl. Abb. 1). Besonders betroffen sind davon Amphibien und Korallen, bei denen über 40% respektive 33% derzeit vom Aussterben bedroht sind (vgl. IBPES, 2019).

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Abbildung 1 – Graphische Darstellung (Prozentual) über vom Aussterben bedrohte Arten (vgl. Janson, M., 2019)

1.2. Problemorientierte Fragestellung der Arbeit

Auf Basis der vorliegenden Daten liegt der Verdacht nahe, dass sich auf diesem Planeten momentan ein umfassendes Massensterben abzeichnet. Durch Fossilienfunde ist nachweisbar, dass das Aussterben einer Art ein natürlicher Prozess und unabdingbares Resultat aus Darwins Evolutionstheorie darstellt. Das plötzliche Verschwinden vieler Arten zum gleichen Zeitpunkt mischt jedoch die Karten des Lebens auf diesem Planeten neu. Vorherrschende Arten verschwinden, neue Arten nehmen deren Position ein. Als Beispiel ist hier das Aussterben der Dinosaurier mit dem anschließenden Aufstieg der Säugetiere zu nennen. Hierauf basierend stellt sich die Frage, ob sich auch zurzeit ein weltweites Artensterben beobachten lässt und schon ähnliche Ereignisse in der Vergangenheit stattgefunden haben. Weiterhin ist zu erörtern, was Faktoren sein können, die zum aktuellen Ereignis geführt haben können.

1.3. Definition Taxonomie

Basis der Arbeit ist die Diskussion um das derzeitige Artensterben. Vor diesem Hintergrund macht es Sinn, sich mit den Begriffen Art, Gattung, und Familie auseinanderzusetzen. Diese Einteilung wird Taxonomie genannt. Unter Taxonomie versteht man allgemein ein Klassifikationsschema, nach welchem Objekte anhand bestimmter Kriterien klassifiziert und in sogenannte Taxa (Klassen) eingeteilt werden können (vgl. Koschnik, W. J., 1993). Lebewesen werden aus systematischen Gründen biologisch in verschiedene Taxa eingeteilt, worunter eine Gruppe von Lebewesen mit gleichen Merkmalen verstanden wird (vgl. Duden; Artikel Taxon). Über eine hierarchische Ordnung lässt sich jedes Lebewesen so kategorisieren. Abb. 2 zeigt diese hierarchischen Bezüge zwischen Art, Gattung und Familie anhand der Silbermöwe schematisch auf.

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Abbildung 2 - Taxonomie der Silbermöwe (vgl. wissen.de Artikel Systematik)

2. Artensterben – Wendepunkte der Evolution

Durch fossile Funde und deren eingehender Untersuchung ist nachweisbar, dass die Erdgeschichte von Artensterben durchsetzt ist. Jean Léopold Nicolas Frédéric Cuvier stellte in Frankreich 1795 erstmals die Theorie auf, dass Arten aussterben könnten. Seine These stützte er auf den Fund von Mastodontenzähnen auf dem nordamerikanischen Subkontinent (vgl. Kolbert, 2017, S. 37ff). Erstmals wies man so nach, dass Arten auch komplett verschwinden können. Wie wir heute wissen, ist das Aussterben einzelner Arten ein natürlicher Bestandteil von Evolutionsprozessen.

Durch Fossilienfunde lässt sich die durchschnittliche Lebensdauer diverser Taxa ermitteln. So liegt diese bei Säugetieren beispielsweise bei ca. einer Millionen Jahren (vgl. MacLeod, N., 2016, S. 23).

Allerdings ist nachgewiesen, dass es in der Erdgeschichte fünf Ereignisse gegeben hat, welche ein massenhaftes Artensterben nach sich zogen (vgl. Abb. 3). Diese fanden im Oberordovizium, im Oberdevon, an der Perm-Trias Grenze am Ende der Trias und an der Kreide-Tertiär Grenze statt. Abbildung 2 bezieht sich auf die Anzahl an Familien, die ausgestorben sind. Projiziert man das auf die Anzahl an Arten, so sind die Verluste noch höher. Unter Aussterben (Extinktion) versteht man das Sterben des letzten Individuums einer taxonomischen Gruppe (vgl. MacLeod, N., 2016, S. 9). Zum Ende des Kambriums wird ebenfalls von einer Massenextintion berichtet. Da diese sechste in ihrem Ausmaß jedoch den anderen fünf nachstand, wird sie im Rahmen dieser Arbeit nicht weiter vertieft.

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Abbildung 3 - die Massenextintionen der Erdgeschichte (vgl. Kolbert 2017, S. 24)

2.1. Historische Ursachen des Aussterbens

Mögliche historisch basierte Ursachen, für die in Abb.3 genannten Massensterben, müssen in proximate und ultimative Aussterbemechanismen unterschieden werden.

Proximate Mechanismen können zwar die Ursache des Aussterbens erklären sind jedoch Ergebnis diverser verschiedener Prozesse, z.B. globale Abkühlungen.

Ultimative Mechanismen setzen proximate Mechanismen in Gang, welche über die regionale Abgrenzung des ultimativen Mechanismus hinauswirken. So können beispielsweise Vulkanausbrüche als ultimative Mechanismen zum proximaten Mechanismus Klimaänderung führen (vgl. MacLeod, N., 2016, S. 61).

Mögliche proximate und ultimative Aussterbemechanismen sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit aller Aussterbemechanismen.

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Tabelle 1 - Aussterbemechanismen (vgl. MacLeod, N., 2016, S. 62-79)

2.2. Massenaussterben im Oberordovizium

Vor ca. 635 Millionen Jahren endete eine „Schneeballerde-Episode“ und hatte die sogenannte kambrische Explosion zur Folge. Diese war ein maßgebliches Ereignis in der Geschichte des Lebens und Ursprung der Tiere (vgl. Ward, P., 2016, S. 149ff). Auf Basis der vorliegenden paläontologischen sowie geologischen Erkenntnisse herrschte im Ordovizium ein außergewöhnlich hohes Klima auf der Erde. Zum Ende des Oberordoviziums driftete der damalige Kontinent Gondwana, bestehend aus dem heutigen Afrika, Südamerika, Mittleren Osten, Indien und der Antarktis über den Südpol. Dies führte zur globalen Vergletscherung und wird von Paläontologen als Hauptursache für das Artensterben im Oberordovizium angesehen (vgl. MacLeod, N., 2016, S. 97f). Es konnte mit neuen Technologien nachgewiesen werden, dass die tropischen Temperaturen zu der Zeit von 32°C-37°C um fünf bis 10 Grad Celsius absanken (vgl. Ward, P., 2016 S. 235). Hierdurch wurde der globale Kohlenstoffkreislauf gestört, was hauptsächlich zum Aussterben von Trilobiten, Brachiopoden und tabulaten Korallen führte (vgl. MacLeod, N., 2016, S. 98ff und Eldredge, N., 1997, S. 114ff).

2.3. Massenaussterben im Oberdevon

Nach dem Massenaussterben im Oberordovizium erholte sich die Population auf dem Planeten rasant. Die Anzahl der Familien erreichte wieder das Niveau vor dem Aussterbeereignis (vgl. Abb. 3). Die Meereslebewesen erlebten eine evolutionäre Radiation. Erstmals traten Fische als wesentliche Bestandteile der Meeres- und Süßgewässer auf, Landpflanzen diversifizierten sich und Tiere - vorerst Insekten- begannen die Landlebensräume zu besiedeln (vgl. MacLeod, N. 2016, S.103f). Trotz des Erfolges der vorangegangen evolutionären Radiation führten globale Ereignisse zu einer erneuten Massenextintion. Nach heutigen Erkenntnissen zählen der Meeresspiegelanstieg, die globale Abkühlung sowie eine Anoxie zu den Hauptursachen (vgl. MacLeod, N., 2016, S109ff). Diesen Ereignissen fielen ca. 20% aller maritimen Familien sowie annähernd 60% der maritimen Gattungen zum Opfer. Dies resultiert je nach taxonomischer Vorannahmen in einen Verlust von 80 – 90% aller maritimen Arten (vgl. MacLeod, N., 2016, S. 105).

2.4. Massenaussterben an der Perm-Trias Grenze

Die Massensterben an der Perm-Trias Grenze vor ca. 250 Millionen Jahren stellte eines der ausschlagebensten Aussterbeereignisse in Bezug auf die Anzahl der Familien dar (vgl. Abb. 3). Erneut waren insbesondere im maritimen Bereich die Verluste hoch. So schätzten Raup und Seposki 1980, dass über 50% aller marinen Familien den Mechanismen zum Opfer fielen (vgl. MacLeod, N., 2016, S. 119). Während der heutige Sauerstoffgehalt der Luft bei ca. 21% liegt, war dieser im Perm deutlich höher (vgl. Ward, P., 2016, S. 271, ff). Einer der haupttreibenden Mechanismen des Aussterbens im späten Perm scheint eine marine Anoxie gewesen zu sein. Hierfür sprechen viele Beweise, wie z.B. das Überleben von Arten, die eine hohe Toleranz gegenüber niedrigen Sauerstoffwerten oder Schwefel- und Sauerstoffisotope entwickelt haben. Eine weitere Ursache scheint eine globale Erwärmung mit einem Temperaturanstieg von ca. 6°C gewesen zu (vgl. MacLeod, N., 2016, S. 123f). Auch der Treibhauseffekt ist als weiterer potenzieller Mechanismus zu betrachten. Gegen Ende des Perms entwichen aus der Tiefsee gewaltige Mengen an H2S-Gas. Die Mengen damals waren im Vergleich zu heute durch Vulkanismus ausgestoßene Volumina ca. 2000-mal. Die damit verbundene tödliche Konzentration des giftigen Gases in der Atmosphäre sowie eine nachhaltige Beschädigung der Ozonschicht kann nicht ausgeschlossen werden (vgl. Ward, P., 2016, S. 309ff). Als bewiesene Ursache gilt jedoch der erhöhte vulkanische Aktivismus im sogenannten sibirischen Trapp zu Zeiten des späten Perms. Letztlich konnten Theorien, im erhöhten Vulkanismus aufgrund eines gestiegenen CO2- Aufkommens die globale Erwärmung begründet haben, durch moderne Berechnungen widerlegt werden. Die entsprechenden entstandenen Magmaströme können lediglich die Mengen Treibhausgase erzeugt haben, wie sie von unserer modernen Gesellschaft jährlich emittiert werden (vgl. Erwin, D. H., 1996 und MacLeod, N., 2016, S.126f).

2.5. Massenaussterben am Ende der Trias

Durch tektonische Änderungen im Ozeanbecken stieg in der Trias der Meeresspiegel zwar zunächst an, kehrte sich dann aber in der späten Trias in den massiven Rückgang um (vgl. MacLeod, N., 2016, S 131ff). Auch starke magmatische Eruptionen entlang der sogenannten CAMP (Central Atlantic Magma Province) konnten nachgewiesen werden und hatten erneut einen starken Kohlenstoffdioxidanstieg in der Atmosphäre zur Folge. Hierdurch sank der Sauerstoffgehalt der Luft. Aus heutiger Sicht hatte dieser zum Ende der Trias den Tiefstwert innerhalb der letzten 500 Millionen Jahre erreicht. Steigende Temperaturen und sinkender Sauerstoffgehalt wirkten sich insbesondere auf Gruppen mit einfachen Lungen, wie beispielsweise Amphibien, negativ aus (vgl. Ward, P. 2016, S. 335ff). Diese Faktoren bereiteten den Weg für die Vorherrschaft der Dinosaurier.

2.6. Massenaussterben an der Kreide-Tertiär Grenze

Bei dem Massenaussterben an der Kreide-Tertiär Grenze handelt es sich um das gesellschaftlich bekannteste. Ihm vielen die Dinosaurier zum Opfer. Einer der meist diskutierten Mechanismen welcher zu diesem Ereignis führte ist der sogenannte Chicxulub-Impakt. Nachgewiesen wurde der Impakt durch eine ungewöhnlich hohe Iridium Konzentration, entdeckt durch das Forscherteam um Luis Alvarez (vgl. Kolbert, E., 2017, S. 108, ff). Zwar kann dieser Einschlag mitunter als Mechanismus mit Auswirkung auf lokale und regionale Biota gewertet werden, jedoch ist es nicht auszuschließen, dass neben dem Meteoriteneinschlag auch weitere Ursachen zum Massenaussterben zu Ende der Kreidezeit geführt haben. Die zeitgleiche Bildung des Dekkan-Trapps in Indien sowie des Sibirischen-Trapps in Nordlassen Rückschlüsse auf einen erhöhten Vulkanismus zu. Durch vermehrte Eruption und den dadurch gestiegenen CO2- Ausstoß ist der Temperaturanstieg um bis zu 10°C in terrestrischen Gebieten sowie um bis zu 4°C in den Ozeanen denkbar. Auch die Versauerung durch erhöhte Emission von CO2 kann nicht ausgeschlossen werden (vgl. MacLeod, N., 2016, S. 159ff).

3. Das sechste Sterben

3.1. Das Anthropozän

Der Begriff „Das sechste Sterben“ ist mit der derzeitigen Massenextintion gleichzusetzen. Die zeitliche Einordnung basiert wie bei vorangegangenen Zeitaltern auch auf zwei Hauptkriterien. Hierzu zählt, dass sich die allgemeinen Lebensbedingungen einerseits massiv und langfristig verändern und zum anderen deutliche Spuren in geologischen Gegebenheiten hinterlassen. Der Chemiker Paul Crutzen bezeichnete dabei jenes Zeitalter, das das Wirken des Menschen maßgeblich beeinflusst haben soll, als Anthropozän (vgl. Kolbert, E., 2017, S. 112ff).

Als Szenarien, die das Zeitalter einleiteten, gibt es in wissenschaftlichen Kreisen diverse Ansichten. Während einige Forscher die industrielle Revolution (um 1800) oder das Atomzeitalter (um 1950) als einleitende Faktoren betrachten, definieren Forscher der University of Leeds bereits das Jahr 1610 als Start des Anthropozän. Sie sehen bereits die einsetzende Kolonialisierung der neuen Welt als Ursache für den Tod von rund 50 Millionen Ureinwohnern. Die größte geologische Konsequenz war der massive Kohlenstoffdioxid-Rückgang in der Atmosphäre, da sich auf den brachliegenden Ackerflächen der Ureinwohner Urwald ausbreiten konnte. Zudem wurden Lebensbedingungen auf der Erde durch den nachhaltigen, interkontinentalen Austausch zwischen Lebewesen maßgeblich geändert, waren beide Ökosysteme jedoch bis dato voneinander isoliert (vgl. Vieweg, M., 2015). So stellt z.B. die asiatische Varroa Milbe eine hohe Bedrohung für die westliche Bienenpopulation dar (vgl. Tautz, J., 2012, S. 258f).

3.2. Der Beginn des sechsten Sterbens

Tatsächlich kann entgegen voriger Aussagen, die den Beginn des sechsten Sterbens ca. 400 Jahre zurücksehen, das Massensterben deutlich früher eingeordnet werden. Hintergrund ist ein enormer Artenrückgang, der bereits vor ca. 15000 bis 12000 Jahren eingesetzt und einen erheblichen Verlust an großen Säugetieren auf dem Globus zur Folge gehabt haben soll. In Australien gingen ca. 86%, in Südamerika 79% und in Nordamerika 73% der großen Landsäugetiere verloren. Zum größten Teil starben dabei die großen Pflanzenfresser aus, was sich auch direkt auf entsprechende Jäger auswirkte. Die von Wissenschaftlern als wahrscheinlichsten titulierte Ursachen sind zum einen ein Klimawandel, zum anderen ein sogenannter „Overkill“, worunter die Jagd auf große Tiere durch den Menschen verstanden wird (vgl. Ward, P., 2016, S475-478). Ein weiteres, bekanntes Beispiel stellt das Verschwinden der Neandertaler vor ca. 36.000 Jahren dar. Gemäß einiger Anthropologen ist dies auf das Vordringen des Homo Sapiens nach Europa zurückzuführen (vgl. Eldredge, N., 1997, S. 220).

Im Verhältnis zur Erdgeschichte sind 15.000 Jahre eine kurze Zeitspanne. Sämtliche vorhergehende Massenaussterbeereignisse haben sich in ähnlich langen Zeiträumen abgespielt. Werden die damaligen Aussterbeereignisse mit weiteren teils noch anhaltenden Ereignissen in Zusammenhang gesetzt, verhärtet sich der Verdacht, dass das aktuell thematisierte Massenaussterbeereignis bereits vor 15.000 Jahren begann und unter Berücksichtigung gewisser Theorien mit der globalen Ausbreitung des Homo Sapiens seinen Anfang genommen haben könnte.

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