Vor langer Zeit floss ein großer Ozean zwischen Nord- und Südamerika. Als der schmale Isthmus von Panama vor etwa 3 Millionen Jahren die Kontinente verband, trennte er auch den Atlantik vom Pazifik. Wenn dies Millionen von Jahren früher geschah, wie kürzlich von einigen behauptet wurde, wären die Auswirkungen auf das Leben an Land und im Meer revolutionär. Aaron O’Dea, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Smithsonian Tropical Research Institute (STRI), und seine Kollegen haben in der Zeitschrift Science Advances das Datum auf 2,8 Millionen Jahre festgelegt.
„Jüngste wissenschaftliche Veröffentlichungen, die eine Isolierung der beiden Ozeane vor 23 bis 6 Millionen Jahren vorschlagen, erschüttern das allgemein gültige Modell der Kontinentalverbindung in seinen Grundfesten“, sagte Jeremy Jackson, emeritierter wissenschaftlicher Mitarbeiter am Smithsonian. „O’Dea und sein Team haben sich daran gemacht, alle verfügbaren Beweise – geologische, ozeanografische, genetische und ökologische Daten und Analysen, die sich auf die Frage beziehen, wann sich der Isthmus gebildet hat – in beispiellosem Detail neu zu bewerten.“
„Der Zeitpunkt der Verbindung zwischen den Kontinenten und der Isolierung des Pazifischen und Atlantischen Ozeans ist aus vielen Gründen wichtig“, sagte O’Dea. „Schätzungen der evolutionären Veränderungsraten, Modelle der globalen Ozeane, der Ursprung der heutigen Tiere und Pflanzen Amerikas und die Gründe für die Entstehung der karibischen Riffe hängen alle davon ab, wie und wann sich die Landenge gebildet hat.“
Das Forscherteam aus 23 Institutionen, darunter neun derzeitige oder emeritierte Wissenschaftler des STRI und des Smithsonian’s National Museum of Natural History sowie 13 derzeitige oder frühere Smithsonian-Postdoktoranden, kam zu dem Schluss, dass die Aufzeichnungen von marinen und terrestrischen Fossilien, vulkanischen und marinen Gesteinen sowie die Gene von Meerestieren, die durch die Bildung des Isthmus aufgespalten wurden, alle die gleiche Geschichte erzählen.
Die Studie nutzte drei Schlüsselbeweise, um den Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem die Landbrücke schließlich entstand:
- Die Analyse der Stammbäume von Flachwasser-Meerestieren wie Fischen und Sanddollars von der pazifischen und der karibischen (atlantischen) Seite der Landenge zeigt eine genetische Vermischung bis vor 3,2 Millionen Jahren.
- Oberflächenwasser aus dem Pazifik und der Karibik vermischte sich bis vor etwa 2,8 Millionen Jahren, wie in Tiefseesedimenten zu sehen ist.
- Massive Wanderungen von Landtieren zwischen Nord- und Südamerika begannen irgendwann vor 2,7 Millionen Jahren.
Die erste Arbeit, die eine frühere Verbindung vorschlug, wurde 2015 von Camilo Montes, Professor an der Universidad de los Andes, und dem STRI-Mitarbeiter Carlos Jaramillo veröffentlicht und behauptete, dass winzige Partikel, sogenannte Zirkone, die im nördlichen Kolumbien gefunden wurden, vor 15 Millionen Jahren über Flüsse aus dem Panamabogen entlang einer Landbrücke dorthin gelangten. Die Autoren der neuen Studie zeigen, dass es in der Tat mehrere mögliche Quellen für diese Zirkone gibt, die alle eine weniger verschlungene Reise benötigen, um zu ihrem Ruheplatz im Magdalena-Becken zu gelangen.
Die zweite Studie, in der Christine Bacon, Postdoktorandin an der Universität Göteborg, eine frühere Landenge vorschlug, schlug vor, dass molekulare Daten von Landtieren und -pflanzen mit geografischen Unterteilungen bei Meerestieren übereinstimmen, und nahm an, dass die Übereinstimmung auf eine Landbrücke zurückzuführen sein muss. Die neue Studie stellt die Annahme einer universellen Evolutionsrate in Frage – „verschiedene Arten entwickeln sich unterschiedlich schnell“, so Harilaos Lessios, einer der Mitautoren. Sie stellen auch die Verwendung genetischer Trennungen bei Landtieren als Beweis für die kontinentale Verbindung in Frage, denn „eine Landbrücke würde keine genetische Divergenz verursachen, sondern im Gegenteil eine stärkere genetische Vermischung zwischen den Kontinenten ermöglichen.“
In der neuen Studie wird außerdem erwähnt, dass Bacon et al.mehrere wichtige veröffentlichte genetische Analysen ausgelassen haben, die ihre Ergebnisse verfälschten und, wenn sie mit einbezogen wurden, den Hauptbeweis für das Zusammentreffen von marinen und terrestrischen Ereignissen beseitigten.
Die Autoren schlussfolgerten: „Unsere Überprüfung und die neuen Analysen zielen darauf ab, die Frage zu klären, indem sie Fachwissen aus einer breiten Palette verschiedener Beweislinien zusammenbringen. In Anbetracht aller verfügbaren Beweise warnen wir nachdrücklich vor einer unkritischen Annahme der alten Isthmushypothese.“
Das Smithsonian Tropical Research Institute mit Sitz in Panama City, Panama, ist Teil der Smithsonian Institution. Das Institut fördert das Verständnis der tropischen Natur und ihrer Bedeutung für das menschliche Wohlergehen, bildet Studenten für die Forschung in den Tropen aus und fördert den Naturschutz, indem es das öffentliche Bewusstsein für die Schönheit und Bedeutung der tropischen Ökosysteme stärkt. Website. Promo-Video.
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Referenz: O’Dea, A., Lessios, H.A., Coates, A.G. et al. 2016. Formation of the Isthmus of Panama. Science Advances.
Autoreninstitutionen sind:
Smithsonian Tropical Research Institute
Texas A&M University at Galveston
University of Florida, Gainesville
Universidad Nacional de Colombia
U.S. Geological Survey, Boulder Colorado
Museo de La Plata, Argentinien
Florida International University
Universität von Nevada, Reno
Florida State University
Scripps Institution of Oceanography, U.S. Geological Survey
University of California, Riverside
Universidade Federal Fluminense
Rutgers University
University of Iowa
Universidade Federal de Minas Gerais
Hamilton College
Academia Colombiana de Ciencias Exactas
University of California, Berkeley
Natural History Museum, London
Woods Hole Oceanographic Institution
U.S. National Museum of Natural History
Washington and Lee University
University of Hawaii at Manoa
University of California, Davis