Araukarien-Wälder der Jura rekonstruiert

In der Jura vor 205 bis 145 Millionen Jahren war das heutige Junggar-Becken im Nordwesten Chinas mit Koniferen-Wäldern bedeckt. Paläontologen aus Tübingen untersuchten die fossilen Baumstämme und rekonstruierten in Zusammenarbeit mit chinesischen Kollegen die urzeitlichen Wälder am Computer.

Das chinesische Junggar-Becken befindet sich zwischen Kasachstan im Westen und der Mongolei im Osten. Hans-Ulrich Pfretzschner und seine Kollegen vom Institut für Geowissenschaften der Universität Tübingen legten ihr Hauptaugenmerk auf die Erforschung eines fossilen Waldes, dessen Reste nordamerikanische Geologen 1990 nördlich des Ortes Qitai entdeckt hatten.

Fossiler Baum Foto: Detailansicht eines versteinerten Baumstammes. Das Holz ist durch Kieselsäure (Quarz) ersetzt worden, wobei häufig noch originale Strukturen wie Jahresringe erhalten geblieben sind.

Die Forscher haben sich von der Zwei-Millionen-Stadt Urumqi aus zu den flachen Hügelketten in der Wüste des Junggar-Beckens aufgemacht. Dort gibt es zum einen bis zu 25 Meter lange liegende Baumstämme, zum anderen etliche aufrecht stehende fossile Baumstümpfe, deren Holz über die Jahrmillionen verkieselt ist. Das Holz stammt von Araukarien, einer Koniferengruppe zu der auch noch die heutigen Zimmertannen gehören: „Man weiß, dass die damals sehr verbreitet waren. Araukarien sehen auch heute noch am Anfang in der Gestalt wie ein Tannenbaum aus, später bilden sie einen Schirm, ähnlich wie Pinien“, sagt Pfretzschners Kollege Oliver Wings.

Die Bäume, so konnten die Wissenschaftler feststellen, haben sehr flach gewurzelt, teilweise sind im Stammquerschnitt noch Jahresringe zu erkennen, die sich aber von den Ringen heutiger Bäumen stark unterscheiden: Auf etwa 80 Lagen großer Zellen folgen im Stammquerschnitt nur zwei bis drei Lagen mit kleinen Zellen. Das sei ein Hinweis auf ein stark saisonales Klima, so die Forscher. Sie vermuten ein so genanntes Megamonsunklima mit warmen, feuchten Sommern und trockenen, kalten Wintern.

Fossiler Wald Bild: Der im Computer rekonstruierte Wald erlaubt Rückschlüsse darauf, welche Dinosaurier sich noch problemlos zwischen den Stämmen bewegen konnten und für welche der Wald bereits zu dicht war.

Die Forscher zählten 65 erhaltene Baumstümpfe des jurassischen Waldes mit einem Stammdurchmesser bis zu 2,90 Metern. Der höchste Baum habe 44 bis 45 Meter erreicht, im Mittel seien die Bäume 27 Meter hoch gewesen, errechnete Pfretzschner: „Es ließ sich noch erkennen, dass sie an einem Fluss gestanden haben, der etwa fünf Meter tief und etwa 80 Meter breit war und in langen Mäanderschleifen geflossen sein muss. Am Rand sind die Araukarien als lichter Wald gewachsen.“

Die Biomasse, die in diesem Wald produziert wurde, sei heutigen Wäldern vergleichbar. Neben den Baumstümpfen hat man Fossilien von Mamenchisauriern gefunden. Diese zu den sauropoden Dinosauriern zählenden Tiere wurden etwa 12 bis 14 Meter groß. Reste ihrer Gebisse zeigen, dass sich die Tiere von Pflanzen ernährt haben. Nach den Erkenntnissen der Tübinger Forscher könnten sie im Kronendach der Bäume gefressen haben. Damit hätten sie im Ökosystem eine ähnliche Rolle gehabt wie die heutigen Giraffen.

Wuchsformen von Koniferen Bild: Die Wuchsformen der Koniferen, die den jurassischen Wald gebildet hatten, können sehr unterschiedlich gewesen sein. Höchstwahrscheinlich handelte es sich um Araukarien, die je nach Art einen unterschiedlichen Astansatz besaßen und daher auch als Nahrung für unterschiedliche Dinosaurier gedient haben können. Hier als Beispiel der dort gefundene sauropode Dinosaurier Mamenchisaurus.
Alle Bilder: Hans-Ulrich Pfretzschner, Uni Tübingen

„In der derzeit in Deutschland aktiven Forschergruppe ‚Sauropodenbiologie‘ haben Tierernährungswissenschaftler die Nährstoffgehalte der Araukarienblätter untersucht und halten sie als Futter für gut geeignet. Sie wollen nun quantitativ berechnen, wie viel ein Mamenchisaurier an Futter gebraucht hat“, erzählt Wings. Die größeren Saurier seien wahrscheinlich im Winter wegen des stark saisonalen Klimas jeweils ein paar hundert Kilometer Richtung Meer gewandert. „Dort hat man auch einige Skelette der gleichen Mamenchisaurier gefunden, was diese Hypothese stützt“, sagt Pfretzschner.

Außerdem wurden am Fuß des Tianchan-Gebirges Fossilien jurassischer Kleinsäuger gesucht. Diese Tiergruppe ist erst in der Trias – vor etwa 225 Millionen Jahren – entstanden. In den noch andauernden Grabungen konnten bereits 22 Säugerzähne gefunden wurden, berichtet Oliver Wings. Allein zehn davon wurden Docodonten zugeordnet – kleinen Säugetieren der Jurazeit mit maulwurfsähnlicher Lebensweise, die zu einem heute ausgestorbenen Zweig des Säugerstammbaums gehörten.

Forschung: Hans-Ulrich Pfretzschner, Oliver Wings, Institut für Geowissenschaften, Arbeitsbereich Biogeologie und Angewandte Paläontologie, Tübingen

Weiter im Web:
Institut für Geowissenschaften, Uni Tübingen
Biologie der Jura

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