Diversität, Funktionalität und Evolution von Medullosen: Interaktion von Vegetation und Klima in einem saisonal trockenem Habitat des frühen Perms

• Antragsteller: Dr. Ludwig Luthardt
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 426451586

Im Projekt soll die Evolution von Samenpflanzen des frühen Perms und deren Verbindung zu Klimaveränderungen im späten Paläozoikum erforscht werden. Diese Zeit war von einer ausgedehnten Vereisung geprägt, ähnlich dem gegenwärtigen Eiszeitalter, wobei dem "Icehouse-Greenhouse"-Übergang im frühen Perm eine besondere Bedeutung zukommt. Im Gegensatz zur Hauptvereisungsphase des Karbons weist dieser Zeitabschnitt zeigt eine erhebliche Datenlücke in Bezug auf den CO2-Partialdruck der Atmosphäre auf. In der Paläoklimaforschung spielen fossile Pflanzen eine Schlüsselrolle. Die an ihnen messbaren Parameter zu Niederschlag, Temperatur und CO2-Gehalt der Atmosphäre werden bislang jedoch ausschließlich an isolierten Pflanzenorganen gewonnen, was ihre paläoökologische Aussagekraft einschränkt. Unter den weit verbreiteten Samenpflanzen des Perms besitzen insbesondere die Medullosen ein überdurchschnittlich hohes, mit den heutigen Laubbäumen vergleichbares Wasserleitpotenzial, was sie als klimasensitiv ausweist und als vielversprechend für paläoklimatische Studien qualifiziert.Die Ziele des Projektes sind: 1) Rekonstruktion von Anatomie und Wuchsform der Medullosen an ihrer permischen Typuslokalität Chemnitz, 2) Hydraulische Modellierung als Beitrag zur methodischen Optimierung von Paläoklima-Proxies, 3) Evaluierung eines neuartigen Ansatzes zur Berechnung des CO2-Partialdruckes der frühpermischen Atmosphäre.Die Fossilien stammen aus dem Versteinerten Wald von Chemnitz, einem in-situ konservierten, oasenähnlichen Habitat des frühen Perms (291 Mio. Jahre), in dem Beziehungen zwischen Organismen und Umwelt erforscht werden können. Die Fossillagerstätte bietet im internationalen Vergleich eine bemerkenswerte Vielfalt an Medullosen, denn nur hier dominieren diese eine dichte, saisonaler Trockenheit ausgesetzte hygrophile Pflanzengesellschaft. Von vulkanischen Ablagerungen rasch eingebettet, können die teils noch aufrechtstehenden Pflanzen am Wuchsort untersucht werden, unter Einbeziehung vielfältiger standortspezifischer Parameter. Es sollen drei nahezu vollständig erhaltene Medullosen von der Wurzel bis zur Krone untersucht werden. Die Funktion spezieller, bislang unreflektierter anatomischer Details suggeriert mehrfach den Vergleich zu rezenten Cycadeen, den nächsten lebenden Verwandten der Medullosen. Dazu gehören ein ökologisch hochrelevantes Wasserspeicher- und -versorgungssystem, sowie Wurzelstrukturen, die den Vergleich mit symbiotisch aktiven Cycadeenwurzeln nahelegen. Alle möglich messbaren Parameter zum Wasserleitpotenzial von Pflanzen sollen ermittelt und im Kontext der etablierten Berechnungsmethoden hinsichtlich ihrer paläoökologischen Aussagekraft evaluiert werden. Die aus anatomischen Merkmalen abgeleiteten Daten zum Wasserleitpotenzial werden, alternativ zur herkömmlich verwendeten Spaltöffnungsdichte, zur Erprobung eines vielversprechenden Ansatzes zur Modellierung des CO2-Partialdrucks der Atmosphäre verwendet.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Gastgeberin: Dr. Brigitte Meyer-Berthaud