FOR 736:  The Precambrian-Cambrian Biosphere Revolution: Insights from Chinese Microcontinents

• Fachliche Zuordnung: Geowissenschaften ; Biologie
• Förderung: Förderung von 2007 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 21910049

Grenzschichten präkambrischen und kambrischen Alters sind in China weit verbreitet, gut zugänglich, zum Teil fossilführend und wenig von nachfolgenden geologischen Ereignissen wie Gebirgsbildung und Metamorphose überprägt. Ziel der Forschergruppe ist es, in diesen Gesteinen Hinweise auf die Wechselwirkung zwischen Atmosphäre, Biosphäre, Geosphäre und Hydrosphäre zu finden, die etwa jeweils 15 Millionen Jahre zu beiden Seiten der präkambrisch-kambrischen Grenze (543 Ma) die "kambrische Explosion", also das scheinbar plötzliche und massenhafte Auftreten von relativ hochentwickelten Tierstämmen, möglich machte. Schon die Explosion selbst ist fraglich, denn die Gesteine sind nur mangelhaft datiert, und möglicherweise verbesserten sich "lediglich" Körpergröße, Erhaltungsbedingungen oder Fähigkeit zur Hartteilbildung. Sollte die Evolution in dieser Zeitspanne aber tatsächlich "explosiv" abgelaufen sein, bleiben die Ursachen immer noch unbekannt.
Grundlegende klimatische Änderungen, Veränderungen in der Zusammensetzung der Atmosphäre und des Meerwassers, veränderte Geometrie der Kontinente zueinander und/oder Durchbrüche in der Codierung des Erbgutes könnten zur Evolution beigetragen und Kettenreaktionen im Ökosystem ausgelöst haben. Ursache und Wirkung sind aber nach wie vor unbekannt. Zentrales Ziel der Teilprojekte der Forschergruppe ist es deshalb, gemeinsam, aber aus verschiedenen Teildisziplinen heraus zu einem Verständnis der engen Wechselbeziehungen zwischen den oben genannten Teilbereichen des Planeten beizutragen.
Biologisch-paläontologische Teilprojekte der Forschergruppe konzentrieren sich auf die zu dieser Zeit gehäuft auftretenden ungewöhnlichen Fossilisierungsbedingungen durch Phosphatisierung (Keupp, Freie Universität Berlin), die Ursprünge der Stachelhäuter (Echinodermen) und Korallen (Cnidaria) (Reich, Universität Göttingen) sowie die Auswirkungen der zunehmenden Durchwühlung des Meeresgrundes auf Meerwasserzusammensetzung, Ökologie und Schelfstratigrafie (Heubeck, Freie Universität Berlin).
Eher geochemisch ausgerichtete Teilprojekte erforschen die offenbar stark schwankende Verfügbarkeit von Phosphat für die Biosphäre (Franz, Technische Universität Berlin) und die kaskadenartigen Konsequenzen eines möglichen schrittartigen Anstiegs des atmosphärischen Sauerstoffgehalts für die Ausweitung der Biosphäre und der Entwicklung von neuen Lebensformen (Shields, London/Struck, Humboldt-Universität Berlin). Weil die fraglichen Gesteinsschichten zwar voller Informationen, aber unzureichend datiert sind, widmet sich ein weiteres Teilprojekt (Becker, Freie Universität Berlin) der Erarbeitung neuer Datierungstechniken und ihrer Anwendung auf diese Gesteinseinheiten, um räumlich weit voneinander getrennte Ereignisse präzise miteinander korrelieren zu können.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Internationaler Bezug: China, Großbritannien, Österreich, USA

Projekte

• Controls on global biodiversity patterns and skeletal mineralizsation during the Cambrian radiation (Antragsteller Kießling, Wolfgang )
• Early Fossil Record and Evolution of Echinoderms and Octocorals - evidences from the Yangtze Platform, China (Antragsteller Reich, Mike )
• Ecological and environmental change recorded through stratigraphy and sedimentology at selected Ediacaran-Cambrian boundary sections in East and Central Asia (Antragsteller Heubeck, Christoph )
• Global trends in nutrient dynamics during the Ediacaran / Cambiran period as revealed in nitrogen isotope signatures (Antragsteller Struck, Ulrich )
• History of biomineralization in early metazoan clades and the taphonomic phosphatization window at the PC-C boundary (Antragsteller Keupp, Helmut ;  Steiner, Michael )
• Multi-proxy records of seawater chemistry and environmental change from Precambrian-Cambrian carbonate-phosphorite and chert-phosphorite assemblages: Implications for enhanced bioproductivity and phosphorgenesis (Antragstellerinnen / Antragsteller von Blanckenburg, Friedhelm ;  Hippler, Dorothee )
• Reconstruction of Ediacaran to Early Cambrian ocean pH and weathering conditions (Antragstellerin Kasemann, Simone A. )
• Sr, Nd and Li isotopes in carbonates of the Yangtze Platform and from Kazakhstan as tracers for the Ediacaran and Cambrian weathering history (Antragsteller Becker, Harry )
• The Precambrian-Cambrian Biosphere (R)evolution: Insights from Chinese Microcontinents (Antragsteller Heubeck, Christoph )

• Sprecher: Professor Dr. Christoph Heubeck