Komplexe marine ökologische Reaktionen während des Eozän-Oligozäns durch globales Foraminiferen-Register enthüllt

Als die Urmeere einen Klimakipppunkt erlebten

Vor etwa 34 Millionen Jahren wandelte sich das Erdklima von einer feuchtwarmen Welt mit kaum permanentem Eis zu einem von großen Eisschilden in der Antarktis dominierten Zustand. Dieser Umschwung veränderte Meeresspiegel, Ozeantemperaturen und das Leben unzähliger Meeresorganismen. In dieser Studie untersuchen die Forschenden das Fossilarchiv winziger, schalentragender Lebewesen — Foraminiferen — zentrale Akteure der Urmeere, um herauszufinden, wie verschiedene marine Gemeinschaften auf diese große Klimaumstellung reagierten. Ihre Arbeit zeigt, dass die Geschichte weitaus komplexer ist als ein einzelnes Massenaussterben: Unterschiedliche Foraminiferen-Gruppen schlugen beim Abkühlen des Planeten sehr unterschiedliche evolutionäre Wege ein.

Kleine Schalen als Zeitreisende

Foraminiferen sind einzellige Organismen, die filigrane Schalen bilden und entweder im offenen Ozean treiben oder auf dem Meeresboden leben, von lichtdurchfluteten Flachwasserbereichen bis in die Tiefsee. Weil ihre Schalen in großer Zahl fossil erhalten bleiben, bilden sie eines der besten Archive vergangenen Meereslebens. Das Team stellte einen enormen globalen Datensatz aus mehr als tausend Arten aus 161 Bohrkernen und Gesteinsaufschlüssen zusammen, der den Zeitraum von 48 bis 20 Millionen Jahren abdeckt. Anschließend verwendeten sie einen neuen Computeralgorithmus, der Konzepte aus der Evolutionsbiologie — „Mutationen“, „Rekombination“ und „Selektion“ zwischen alternativen Zeitlinien — aufgreift, um eine sehr detaillierte globale Geschichte des Auftretens und Verschwindens von Arten zu rekonstruieren, mit einer durchschnittlichen zeitlichen Auflösung von etwa 29.000 Jahren.

Den Aufstieg und Fall alter Vielfalt neu aufbauen

Mithilfe dieses hochauflösenden Zeitstrahls verfolgten die Forschenden, wie die Artenzahl — im Grunde die Anzahl verschiedener Arten — im Laufe der Zeit anstieg und fiel. Sie identifizierten zwei ausgeprägte Wachstumsphasen und zwei große Rückgänge. Vor dem großen Klimawandel gab es einen frühen Anstieg der Vielfalt, gefolgt von einem lang anhaltenden Abwärtstrend im späten Eozän. Dann trat im frühen Priabonium eine Welle neuer Arten auf, besonders am Tiefseeboden. Die eigentliche Krise begann später: Ein anhaltender Rückgang zog sich vom jüngeren Eozän ins frühe Oligozän und gliederte sich in eine ausgedehnte Aussterbephase und einen weiteren Einbruch im frühen Oligozän. Die Vielfalt blieb bis ins frühe Miozän niedrig, nur schwache Hinweise auf Erholung traten zunächst auf.

Verschiedene Lebensräume, verschiedene Schicksale

Eine zentrale Erkenntnis ist, dass nicht alle Foraminiferen gleich reagierten. Planktische Arten, die in der Oberfläche treiben, und größere Formen, die in warmen Flachwasserzonen leben, zeigten eng verknüpfte Verläufe. Ihre Diversität folgte der Meerestemperatur an der Oberfläche und dem Meeresspiegel: Mit abkühlendem Klima und sinkendem Meeresspiegel verloren Warmwasser-Spezialisten Lebensraum. Die stärksten Verluste bei diesen Gruppen fielen in die Zeit, als sich ein großer, stabiler Eisschild über der Antarktis bildete und der Meeresspiegel um Zehner von Metern sank. Demgegenüber erzählen kleine benthische Arten auf dem tieferen Meeresboden eine andere Geschichte. Sie florierten kurz im späten Eozän, wahrscheinlich begünstigt durch Veränderungen in der Nahrungszufuhr in die Tiefe, da kühlere Bedingungen und Blüten mikroskopischer Pflanzen den Export organischen Materials nach unten erhöhten, und traten erst später in einen langen, ungleichmäßigen Niedergang ein.

Klima, Nahrung und Unterwasserlandschaften

Durch den Vergleich fossiler Trends mit unabhängigen Aufzeichnungen zu Temperatur, Meeresspiegel und Kohlenstoffchemie entwirrt die Studie die Treiber dieser Veränderungen. Oberflächenbewohnende und flachwasserlebende Arten reagierten am stärksten auf abkühlende Meere und schrumpfende Flachwasserhabitate. Tiefsee-Gemeinschaften hingegen sprachen stärker auf Änderungen der Tiefwassertemperatur, die Menge an organischem Material, das von oben herabregnete, und Veränderungen im globalen Kohlenstoffkreislauf an. Die Autorinnen und Autoren untersuchten außerdem andere dramatische Ereignisse jener Zeit, wie Meteoriten‑Einschläge und massive Vulkanausbrüche, und fanden, dass diese im Vergleich zu den langfristigen Klima- und Ozeanveränderungen nur geringe oder keine eindeutige Spur in der Gesamtdiversität der Foraminiferen hinterließen.

Eine komplexe Vergangenheit mit Lehren für die Zukunft

Für Laien mag es verlockend sein, sich alte Klimawandel als einfache Katastrophen vorzustellen, die das Leben mit einem Schlag auslöschen. Diese Arbeit zeichnet ein nuancierteres Bild: Als die Erde in ihren modernen Eiszustand überging, kollabierten manche Meeresgemeinschaften, andere erlebten kurzzeitig Boomphasen, und viele reagierten auf Weise, die eng an ihren Lebensraum und ihre Nahrungsquellen gekoppelt war. Durch den Einsatz moderner Rechenmethoden auf einem riesigen globalen Datensatz zeigt die Studie, dass die Reaktion des Lebens auf Klimawandel vielschichtig, habitatspezifisch und stark abhängig von Tempo und Art der Umweltveränderung ist. Das Verständnis dieser Komplexität in der tiefen Vergangenheit hilft Wissenschaftlern besser abzuschätzen, wie sich die heutigen Ozeane — und die unzähligen kleinen Lebewesen, die ihnen zugrunde liegen — angesichts des raschen aktuellen Klimawandels verhalten könnten.

Zitation: Lu, Z., Xue, K., Deng, Y. et al. Complex marine ecological response during the Eocene-Oligocene revealed by global foraminiferal record. Nat Commun 17, 3954 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70541-w

Schlüsselwörter: Eozän-Oligozän-Klimawandel, Foraminiferen-Fossilien, Veränderung der marinen Biodiversität, altes Klima und Meeresspiegel, Tiefsee-Ökosysteme