Organisches Periostracum in kreidezeitlichen Ammonoiden aus dem Anden‑Neuquén‑Becken erhalten

Urzeitliche Schalenhaut im Zeitstopp

Auf dem Grund eines vor 135 Millionen Jahren existierenden Meeres im heutigen argentinischen Andenraum haben Forschende etwas fast unvorstellbar Zartes gefunden: die ursprüngliche äußere „Haut“ ausgestorbener, gewundener Kopffüßer, der Ammonoiden. Diese hauchdünne Schicht, die normalerweise als erstes nach dem Tod verschwindet, hat den langen Weg durchs Gestein überdauert und liefert Einblicke, wie diese Tiere ihre Schalen bauten und schützten – und wie empfindliche organische Materialien über geologische Zeiträume hinweg erhalten bleiben können.

Eine verborgene Schicht an vertrauten Fossilien

Ammonoid‑Fossilien sind in Museen und Gesteinsaufschlüssen häufig, doch meist sieht man nur die mineralische Schale oder, häufiger, deren steinigen Abdruck. Bei lebenden Weichtieren ist die Schale von einer äußeren organischen Folie umgeben, dem Periostracum, das die Schalenbildung einleitet und vor Abrieb und chemischer Angriffe schützt. Bislang war diese Folie bei Ammonoiden kaum überzeugend dokumentiert. In Gesteinen der Vaca‑Muerta‑Formation im Neuquén‑Becken – einst ein relativ tiefes marines Milieu an den Ausläufern der aufsteigenden Anden – entdeckten Forschende an zwei Ammonoidenarten, Bochianites neocomiensis und Lissonia riveroi, Exemplare, bei denen die ursprüngliche Schale aufgelöst war, eine fragile, flexible Folie aber noch an den fossilen Abdrucken haftete.

Wie der fossile Film aussieht

Unter verschiedenen Mikroskopen betrachtet, verhält sich diese fossile Folie wie ein überraschend gut erhaltenes Gespenst der ursprünglichen Oberfläche. Sie ist nur etwa zwei Mikrometer dick – ungefähr ein Hundertstel der Dicke eines menschlichen Haares – und lässt sich beim Freilegen vom Gestein ablösen. Die Außenseite ist überwiegend glatt, die Innenseite zeigt ein feines Wabenmuster aus winzigen polygonalen Gruben und Rillen, dort, wo die mittlerweile verschwundene Mineral‑Schale einst anlag. Die Folie spaltet sich gelegentlich entlang interner Ebenen, was auf eine ursprüngliche interne Schichtung hindeutet. Beide Seiten bewahren zudem winzige Abdrücke von planktonischen Organismen und Mineralkörnern, was zeigt, dass die Folie beim Begraben noch weich und leicht plastisch war und Eindrücke aus ihrer Umgebung annahm, ohne zu zerbrechen.

Woraus sie besteht

Um die Zusammensetzung der Folie zu bestimmen, nutzte das Team ein Bündel chemischer Methoden, darunter Elektronenmikroskopie, röntgenbasierte Bildgebung sowie Infrarot‑ und Raman‑Spektroskopie. Diese Verfahren detektieren die chemischen Fingerabdrücke verschiedener Gruppen innerhalb eines Materials. Selbst nach Zehnermillionen Jahren von Erwärmung und Druck weist die fossile Folie noch Signale von Komponenten auf, die typisch für moderne Schalenüberzüge sind: proteinähnliche Amidgruppen, kohlenhydratreiche Polysaccharide, die mit Chitin verbunden sind, und lipidhaltige Bindungen. Zwar sind die Signale schwächer und verwaschener als bei frischem Material – im Einklang mit teilweiser Zersetzung – doch entsprechen sie stark dem, was man beobachtet, wenn moderne Weichtier‑Periostraca experimentell erhitzt werden, um Begräbungsprozesse zu simulieren. Das deutet darauf hin, dass die Grundrezeptur dieser Schalen‑„Haut“ über Hunderte Millionen Jahre und über sehr unterschiedliche Weichtiergruppen hinweg wenig verändert wurde.

Ein seltener Erhaltungszeitraum

Der Erhalt einer so fragilen organischen Schicht setzt sehr besondere Bedingungen voraus. Geologische und mikroskopische Befunde aus dem umgebenden Gestein zeigen, dass die Ammonoiden nach dem Tod in einen ruhigen, feinkörnigen, sauerstoffarmen Meeresboden absanken. Lagen aus Kalkschlamm, organischem Material, Vulkanasche und siliziklastischen Mikroorganismen schichteten sich sanft übereinander, ohne starke Störung. Begrenzter Sauerstoff verlangsamt den Zerfall, während eine frühe Zementation des Sediments die Folie physisch vor späteren Störungen und mikrobiellen Angriffen schützte. Vulkanische Einträge könnten die chemischen Verhältnisse im Schlamm zusätzlich verändert und so die Erhaltung organischer Substanz gefördert haben sowie das Wachstum von Pyritkörnern begünstigt haben, die heute die Außenseite besetzen. Zusammengenommen schufen diese Faktoren ein kurzes, aber sehr günstiges „Taphonomie‑Fenster“, das das Periostracum fixierte, bevor es sich auflösen konnte.

Warum diese Schalenhaut aus tiefster Zeit wichtig ist

Für Laien mag es überraschend sein, dass eine weiche, nahezu unsichtbare Schicht 135 Millionen Jahre überdauern kann, doch das hat weitreichende Folgen. Es zeigt, dass die feine organische Architektur alter Tiere unter bestimmten Bedingungen manchmal neben oder sogar anstelle ihrer mineralischen Teile erhalten bleiben kann. Es weist außerdem darauf hin, dass Ammonoiden eine Schalenhaut besaßen, die der heutiger Tintenfische, Kalmare, Schnecken und Muscheln auffallend ähnelt, und unterstreicht, wie konservativ manche biologische Lösungen über lange evolutionäre Zeiträume sein können. Vor allem macht diese Arbeit klar, dass solch fragile Strukturen nicht zwangsläufig der Zeit zum Opfer fallen; in den richtigen Gesteinen und Umgebungen dürften weitere Beispiele darauf warten, entdeckt zu werden und neue Einblicke zu geben, wie urzeitliches Meeresleben seine Schalen wuchs, schützte und möglicherweise färbte.

Zitation: Aguirre-Urreta, B., Marin, L.S., Checa, A.G. et al. Organic periostracum preserved in Cretaceous ammonoids from the Andean Neuquén Basin. Commun Biol 9, 372 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09635-6

Schlüsselwörter: Ammonoid‑Fossilien, Schalen‑Periostracum, Fossilerhalt, Vaca‑Muerta‑Formation, urzeitliche Kopffüßer