Integrated leaf trait analysis – eine neue Methode zur Analyse paläogener Ökosysteme Europas

• Antragsteller: Dr. Lutz Kunzmann
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 429520094

Das Projekt dient der Etablierung einer neuen, aussagekräftigen Methode für paläoökologische Untersuchungen an paläogenen Leaf Assemblages, welche modernste Methoden zur Analyse von funktionalen Blattmerkmalen (Leaf Traits) und Insektenherbivorie (Fraßmuster) miteinander vereint. Der neue Ansatz, Integrated Leaf Trait Analysis genannt, soll eine bessere Charakterisierung von Strukturen und Funktionalitäten terrestrischer Ökosysteme ermöglichen, insbesondere dann, wenn Tierfossilien fehlen. Hauptziel ist die Untersuchung des Einflusses bedeutender klimatischer und floristischer Veränderungen auf die Ökonomie von Pflanzen und die trophische Struktur von Paläoökosystemen. Im Einzelnen soll geklärt werden, welche Effekte dieser Wandel auf Leaf Traits und die Interaktion von Pflanzen und herbivoren Insekten hatte. Um Veränderungen von Leaf Traits und Fraßmuster zu bestimmen und zu quantifizieren, werden Assemblages aus drei stratigraphischen Intervallen (spätes Eozän, frühes und spätes Oligozän) und zwei Habitattypen (Küstenebene der Paläo-Nordsee und vulkanisch geprägtes Hinterland) ausgewählt. Leaf Assemblages der Küstenebene stammen aus der mitteldeutschen Leipziger Bucht, während für das vulkanische Hinterland hauptsächlich Assemblages aus Nordböhmen (Tschechien) genutzt werden. Der durch die Untersuchungen abgedeckte Zeitraum von etwa 13 Ma erfasst global bedeutende Klimaentwicklungen wie den Eozän-Oligozän-Übergang und die spät-Oligozäne Erwärmung, welche mit markanten Vegetationsumbrüchen einhergehen. Beide Habitate sind durch spezifische Ablagerungsbedingungen und Sedimentfazies charakterisiert. Eine zu erwartende Faziesabhängigkeit von Leaf Traits soll innerhalb der drei Zeitintervalle nachgewiesen und quantifiziert werden. Wichtige morphologische und morphometrische Leaf Traits sind qualitative Parameter, wie Trait Combination Type, und quantitative Parameter, wie Blattgröße, -masse pro Fläche und Zirkularität. Die Signifikanz der Ergebnisse wird durch die Auswertung umfangreicher Assemblages gewährleistet, welche sich in öffentlichen wissenschaftlichen Sammlungen Deutschlands und Tschechiens befinden. Die Untersuchung dieser paläoökologischen Zeitreihe umfasst drei aufeinanderfolgende Komplexe: (1) Dokumentation charakteristischer Muster von Leaf Traits und Insektenfraß für Leaf Assemblages aus der Küstenebene und dem vulkanischen Hinterland, (2) Erfassung der Auswirkungen klimatisch bedingter Veränderungen auf Leaf Traits und Fraßmuster in beiden Habitaten, und (3) Evaluierung der Aussagekraft der fossilen Ergebnisse anhand einer Fallstudie in einem vergleichbaren rezenten Waldökosystem in Südchina. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse die Hypothese stützen, dass fossile Leaf Assemblages nur dann als grundlegende Umweltanzeiger dienen, wenn Leaf Traits, Insektenherbivorie und taphonomische Prozesse im Zusammenhang untersucht werden. Um die Ziele zu erreichen, arbeitet die Gruppe des Antragstellers mit anerkannten Spezialisten zusammen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Tao Su