Intrinsic and environmental controls of evolutionary rates in Triassic to Palaeogene marine bivalves
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die zentrale Fragestellung des Projekts war es, ob sich am Beispiel fossiler Muscheln bestimmte ökologische Eigenschaften (Traits) identifizieren lassen, die mit höherem Aussterberisiko oder einer stärkeren Neigung zur Entstehung neuer Taxa einhergehen. Einen Schwerpunkt bildeten sogenannte emergente Traits, das heißt Eigenschaften, die als kollektives Merkmal aller Individuen eines Taxons in Erscheinung treten. Wir stellten fest, dass eine breite geographische Verbreitung einer Gattung und ein weites Spektrum der bewohnten Habitate gleichermaßen wichtig für den evolutionären Erfolg sind. Wir konnten darüber hinaus zeigen, dass ein enger genereller Zusammenhang zwischen der Biodiversität und dem Spezialisierungsgrad der Fauna auf einzelne Habitate besteht. Zeitabschnitte hoher Diversität weisen auch stärker spezialisierte Faunen auf und dieser Zusammenhang wird vor allem durch variable Neuentstehungsraten von Habitatspezialisten gesteuert. Als Beispiel für einen sogenannten intrinsischen Trait, den jedes Individuum einer Art besitzt, untersuchten wir die Sehfähigkeit und ihre Auswirkungen auf die Diversitätsdynamik. Innerhalb eng verwandter Gruppen der Muscheln und anderer Organismengruppen sind es stets die mit Augen ausgestatteten Gattungen die stärker diversifizierten als blinde Gattungen – ein Befund der auf erhöhte Aussterberaten bei blinden gegenüber sehenden Gattungen zurückgeht und der das Sehvermögen als einen Schlüssel-Trait für evolutionären Erfolg identifiziert. Ein zweiter Schwerpunkt betraf die Rolle von abiotischen und biotischen Steuerungsprozessen für die evolutionäre und ökologische Dynamik zu Zeiten von Massenaussterben und anschließenden Erholungsphasen. Am Beispiel des Kreide-Paläogen Grenzintervalls in Patagonien untersuchten wir die lokale und regionale Diversitätsdynamik von benthischen Molluskenvergesellschaftungen. Sowohl in küstennahen als auch in küstenfernen Schelf-Habitaten dominierten nach dem Aussterbeereignis am Ende der Kreidezeit die vormals seltenen, aber das Ereignis überlebenden Taxa, während Neuentstehungsraten und Einwanderungsraten niedrig waren. Offenbar führten Prioritätseffekte, bei denen die vorhandenen Organismen ein erfolgreiches Etablieren neuentstehender oder einwandernder Arten behindern, zu einem längere Zeit andauernden Biodiversitätsverlust. Darüber hinaus weisen die Vergesellschaftungen nach dem Massenaussterben eine grundlegend neuartige ökologische Struktur auf und es ist bemerkenswert, dass die Richtung der ökologischen Veränderungen in weit voneinander entfernten Gebieten übereinstimmt und daher auf deterministische Prozesse hindeutet. Mit Blick auf die großmaßstäblichen gegenwärtigen Umweltveränderungen und sogenannte Regime-Shifts innerhalb von Ökosystemen zeigen die Projektergebnisse, dass bei extrem gestressten Ökosystemen mit sehr langfristigen ökologischen Konsequenzen, anstatt einer raschen Rückkehr zum Ausgangszustand, zu rechnen ist.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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2012. Habitat breadth and geographical range predicting evolutionary rates in Mesozoic bivalves. – In: Centenary Meeting of the Paläontologische Gesellschaft. Programme, Abstracts, and Field Guides (eds. Witzmann, F. & Aberhan, M.). Terra Nostra 2012/3: 130
Nürnberg, S. & Aberhan, M.
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2012. Habitat specialization controls diversity dynamics in Mesozoic bivalves. – 56th Palaeontological Association Annual Meeting, Dublin, Programme and Abstracts: 81
Nürnberg, S. & Aberhan, M.
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2012. Vision and the diversification of Phanerozoic marine invertebrates. – Paleobiology 38: 187-204
Aberhan, M., Nürnberg, S. & Kiessling, W.
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2013. Ecospace utilisation of marine mollusc assemblages across the end-Cretaceous mass extinction. – 57th Palaeontological Association Annual Meeting, Zurich, Programme and Abstracts
Aberhan, M. & Kiessling, W.
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2013. Habitat breadth and geographic range predict diversity dynamics in marine Mesozoic bivalves. – Paleobiology 39: 360-372
Nürnberg, S. & Aberhan, M.
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2013. Interdependence of diversity and specialisation in Phanerozoic marine invertebrates. – 57th Palaeontological Association Annual Meeting, Zurich, Programme and Abstracts: 82
Nürnberg, S. & Aberhan, M.
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2014. Biotic and abiotic factors as potential drivers of specialization in Phanerozoic marine invertebrates. – 4th International Palaeontological Congress, Abstract Volume: 293; Mendoza, Argentina
Nürnberg, S. & Aberhan, M.
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2014. Rebuilding biodiversity of Patagonian marine molluscs after the end-Cretaceous mass extinction. – PLoS ONE 9(7): e102629
Aberhan, M. & Kiessling, W.
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2014. System-level ecological state shifts in marine mollusc assemblages across the end-Cretaceous mass extinction. – 4th International Palaeontological Congress, Abstract Volume: 268; Mendoza, Argentina
Aberhan, M. & Kiessling, W.
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2015. Interdependence of specialization and biodiversity in Phanerozoic marine invertebrates. – Nature Communications 6: 6002
Nürnberg, S. & Aberhan, M.
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2015. Persistent ecological shifts in marine molluscan assemblages across the end-Cretaceous mass extinction. – Proceedings of the National Academy of Sciences USA 112: 7207-7212
Aberhan, M. & Kiessling, W.
