Artensterben Mutierte Super-Killer sollen Todeszyklus ausgelöst haben

Das mysteriöse Artensterben alle 26 Millionen Jahre erklären Forscher oft mit Asteroideneinschlägen oder Vulkanismus. Ein polnischer Physiker macht nun Super-Raubtiere dafür verantwortlich, das Leben auf der Erde wiederholt nahezu ausgerottet zu haben.

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Dinosaurier (Zeichnung): Verursachten übermächtige Raubtiere den Massentod?
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Dinosaurier (Zeichnung): Verursachten übermächtige Raubtiere den Massentod?

Wenn es ums Sterben geht, haben Paläontologen viele Theorien. Allein für den Exitus der Saurier vor rund 65 Millionen Jahren halten sie mindestens drei verschiedene Erklärungen bereit. Ein Meteoriten-Aufschlag oder ein gigantischer Vulkanausbruch sollen einen Klimawandel ausgelöst und so die Saurier hingerafft haben. Oder aber ein von einer explodierenden Supernova erzeugter Gammablitz könnte den Tod gebracht haben.

1984 stellten die beiden Forscher David Raup und John Sepkoski sogar die These vom wiederkehrenden Massensterben auf. Sie glaubten Hinweise gefunden zu haben, dass es auf der Erde etwa alle 25 Millionen Jahre zu einem größeren Artensterben kommt. Als Verursacher sahen sie einen hypothetischen Stern namens Nemesis, der unsere Sonne in großem Abstand umlaufen soll. Alle 25 Millionen Jahre taucht er in die Oortschen Wolke ein und schleudert von dort Kometen in unser Sonnensystem. Die Nemesis-Theorie ist bis heute umstritten, nicht zuletzt weil noch kein Teleskop den Stern je erspäht hat.

Adam Lipowski, ein Physiker von der Adam Mickiewicz Universität Poznan, hat nun eine neue Erklärung für das periodische Massensterben vorgelegt, die ganz ohne Asteroiden und Kometen auskommt. Lipowski bezweifelt sogar, dass die Nemesis-Theorie stimmt. Er geht vielmehr davon aus, dass hinter dem Todeszyklus von 25 Millionen Jahren der immerwährende Kampf von Raubtieren und Beutetieren steckt.

Superkiller vertilgten alles

Sein simples mathematisches Modell der Tierwelt geht von verschieden großen Raubtieren aus, die um einen begrenzten Lebensraum und Beute konkurrieren. Hinzu kommt das Zufallselement der Mutation, die unter Umständen aus Raubtieren noch mächtigere und größere werden lässt.

Periodisches Massensterben: Je kleiner die Mutationsrate umso länger der Zyklus
Adam Lipowski

Periodisches Massensterben: Je kleiner die Mutationsrate umso länger der Zyklus

Das virtuelle System, ein sogenannter Zellularautomat, verhält sich die meiste Zeit über relativ unauffällig, schreibt Lipowski im Fachblatt "Physical Review E" (Direkt-Link zum Pdf bei Arxiv.org). Mittelgroße Raubtiere beherrschen die Szenerie, ihre Population schwankt nur leicht, je nachdem, wie sich die Menge der Beutetiere gerade entwickelt.

Doch der scheinbar stabile Zustand wird verlassen, sobald, hervorgerufen durch Mutationen, immer mehr besonders große Raubtiere auftauchen. Diese Superkiller vertilgen nicht nur praktisch alle Beutetiere, sondern auch die kleineren Räuber, bis das Futter für sie selbst knapp wird. Die Apokalypse überleben nur wenige Tiere, die dann graduell mutieren und so die verbleibenden Lebensraum-Nischen füllen. Das Spiel beginnt von vorn.

Das Modell erinnert an die bekannten Populationsdynamiken der Mathematiker Alfred James Lotka und Vito Volterra, hat damit jedoch nur wenig zu tun. Das erste Lotka-Volterra-Gesetz besagt, dass die Individuenzahl von Räuber und Beute periodisch schwankt, solange sich die Umweltbedingungen nicht ändern. Auf ein Maximum der Beutepopulation folgt phasenverzögert ein Maximum der Räuberpopulation. Bei diesem Modell ist eine Periode einige Jahre lang, im Modell des polnischen Physikers Lipowski dauert ein Zyklus hingegen Millionen Jahre.

"Ein natürliches Phänomen von Ökosystemen"

Die Zyklusdauer hängt vor allem von den Mutationen ab: Je geringer die Mutationsrate, umso länger dauert es, bis sich die Superkiller etabliert und die übrigen Tiere hingerafft haben. Man müsse die Rate nur entsprechend niedrig ansetzen, um auf 26 Millionen Jahre Zykluslänge zu kommen, erklärte Lipowski. "Die Periodizität des Massensterbens könnte ein natürliches Phänomen von Ökosystemen sein."

160 Millionen Jahre alte Saurierspuren in England: Rätselhaftes Artensterben
DPA

160 Millionen Jahre alte Saurierspuren in England: Rätselhaftes Artensterben

In Übereinstimmung mit paläontologischen Daten zeige das Modell, dass das Überleben einer Art von der evolutionären Phase abhänge, in der diese entstanden sei. Lipowski weiß um die Beschränktheit seines Modells, das die komplexe reale Welt stark vereinfacht. Deshalb will er es um weitere Parameter erweitern, etwa graduelle Mutationen und sexuelle Fortpflanzung.

Doch ob das Paläontologen zufrieden stellen wird? Die These des periodischen Massensterbens von Raup und Sepkoski ist seit ihrer Veröffentlichung 1984 umstritten. Das mathematische Modell könnte also ein Phänomen beschreiben, das so gar nicht stattgefunden hat.

Hans-Ulrich Pfretzschner, Paläontologie-Professor an der Uni Tübingen, hält das Modell zwar für interessant, kann die Superkiller-These jedoch nicht bestätigen. "Ein Wachsen oder Stärkerwerden der Raubtiere kurz vor einem Artensterben haben wir nicht beobachtet", sagte er SPIEGEL ONLINE. Deshalb sei es fraglich, ob das Modell das Erdgeschehen tatsächlich widerspiegle.

Pfretzschner räumte jedoch ein, dass die häufig monokausalen Erklärungen der Paläontologen für beobachtetes Artensterben mangelhaft sind. Ob Asteroideneinschlag oder Vulkanismus, die Wahrheit liege wahrscheinlich in multikausalen Erklärungen. Der Professor wollte auch stochastische Effekte als Ursache für ein plötzliches Artensterben nicht ausschließen. Im Modell von Lipowski ist ein solcher sogar enthalten: als Wahrscheinlichkeit einer Mutation.

Gegen die Theorie der Superkiller sprechen auch neue Erkenntnisse über das wohl größte Massensterben der Erdgeschichte vor 250 Millionen Jahren, die zu Jahresbeginn in "Science" publiziert wurden. Bis zu 90 Prozent aller Arten gingen damals unter. Als wahrscheinlichste Ursache der Urkatastrophe gelten Vulkanausbrüche im heutigen Sibirien.



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