Fossilien – Bedeutung für Forschung und Evolutionstheorie

Fossilien – Bedeutung für Forschung und Evolutionstheorie Übung

• Gib an, um welche Art Fossil es sich handelt.

  Tipps

  Bernstein hat eine ähnliche Farbe wie Honig.

  In kalten Regionen gefundene Fossilien sehen leicht eingefallen aus.

  Lösung

  Die Fußspuren sind fossile Abdrücke. Härtet der tonige Boden aus, so erhält man einen Abdruck als Fossil. Das dargestellte Mammut ist, obwohl es ein Fossil ist, fast noch komplett erhalten. Der Grund dafür ist, dass es in den eisigen Dauerfrostböden Sibiriens lag. Dort oder in anderen kalten Regionen wie zum Beispiel in den Bergen findet man die besterhaltensten Fossilien.

  Ein Trilobit wird oft als Leitfossil bezeichnet und damit besonders gern zur Altersbestimmung herangezogen. Der honigähnliche Stein ist ein Bernstein. In ihm kann man feste Bestandteile von Kleintieren erkennen.

• Erkläre die Entstehung der unterschiedlichen Fossilien.

  Tipps

  Sedimente, wie Ton, können nach einiger Zeit aushärten.

  Untere Gesteinsschichten sind häufig in Bewegung.

  Lösung

  Damit Fossilien entstehen können, müssen sie luftdicht abgeschlossen sein. Bei Fossilien in Dauerfrostböden ist es sogar so, dass zusätzlich durch die enorme Kälte die Fäulnisprozesse so stark verhindert werden, dass sogar Mageninhalte erhalten bleiben können. Bei Überresten, die in Sedimenten wie Ton eingeschlossen worden sind, findet man im ausgehärteten Sediment die Abdrücke dieser Überreste. Flüssige Harze von Nadelbäumen können ähnlich wie das Sediment Überreste umschließen und anschließend aushärten. Diese Harze bezeichnet man auch als Bernstein. Wenn eingeschlossene Überreste durch Mineralien aufgefüllt werden und aushärten, dann bezeichnet man diese als Versteinerungen. Fossilien findet man häufig tief im Meeresgrund oder in Sümpfen. In tiefen Gesteinsschichten findet man Fossilien durch die großen Bewegungen der Erdschichten nur selten.

• Definiere die unterschiedlichen Fossilienarten.

  Tipps

  Die Zersetzung erfolg in einem aeroben Milieu.

  Sedimente, wie z.B. Schlamm, können nach einiger Zeit aushärten.

  Lebensmittel im Gefrierfach können sehr lange haltbar gelagert werden.

  Lösung

  Normalerweise werden Überreste von verstorbenen Lebewesen, die an der Luft liegen, durch Bakterien zersetzt. Der Grund dafür ist der Sauerstoff in der Luft, den die Bakterien zum Zersetzen benötigen. Bei Fossilien ist das aber nicht so. Durch verschiedenste Faktoren können sie luftdicht, also ohne Sauerstoff, abgeschlossen werden, wodurch eine Zersetzung durch Bakterien verhindert wird. Eine Möglichkeit dafür ist der Einschluss in Sedimenten oder in Harzen. Bei dem Sedimenteinschluss legt sich weiches Sediment auf die Überreste der Lebewesen. Einige Sedimente, wie z.B. Ton, können dann nach einigen Jahren aushärten und so den Abdruck der unzersetzten Überreste behalten. Feste Bestandteile von Kleintieren konnten durch Harze eingeschlossen und so vor der Zersetzung geschützt werden. Flüssige Harze legen sich dabei um die Überreste und härten anschließend aus. Eine weitere Möglichkeit ist der Einschluss in Eis, beziehungsweise in Frostböden. Durch die niedrigen Temperaturen bleiben beispielsweise selbst Mageninhalte von Tieren erhalten.

• Definiere den Verlauf der Entstehung von Fossilien.

  Tipps

  Zum Zersetzen benötigen die Bakterien Sauerstoff.

  Wenn du flüssigen Gips über einem Untergrund auskippst und aushärten lässt, dann kannst du im ausgehärteten Gips die Form des Untergrunds erkennen. So ähnlich ist das auch bei der Entstehung von Fossilien.

  Lösung

  Überreste, wie z.B. die Orange, können an der Luft durch Bakterien zersetzt werden. Der Grund dafür ist der Sauerstoff in der Luft, den die Bakterien zum Zersetzen benötigen. Bei Fossilien ist das aber nicht so.

  Durch verschiedenste Faktoren können sie luftdicht, also ohne Sauerstoff, abgeschlossen werden, wodurch eine Zersetzung durch Bakterien verhindert wird. Der Sauerstoffabschluss kann beispielsweise durch Einschluss in Sedimenten oder in Harzen erfolgen.

  Bei dem Sedimenteinschluss legt sich weiches Sediment auf die Überreste der Lebewesen. Einige Sedimente können dann nach einigen Jahren aushärten und so den Abdruck der unzersetzten Überreste beibehalten.

  Feste Bestandteile von Kleintieren konnten durch Harze eingeschlossen und so vor der Zersetzung geschützt werden. Flüssige Harze legen sich dabei um die Überreste und härten anschließend aus.

  Eine weitere Möglichkeit ist der Einschluss in Eis, beziehungsweise in Frostböden. Durch die tiefen Temperaturen bleiben beispielsweise selbst Mageninhalte von Tieren erhalten.

• Beurteile die Aussagen bezüglich der Fossilien.

  Tipps

  Eingefrorene Lebensmittel sind länger haltbar.

  Bernsteil ist ein fossiliertes Harz.

  Lösung

  Der Fund von Fossilien ist mit einigen Rätseln verbunden. Möchte man herausfinden, wie alt ein Fossil ist, dann kann man sich an den Leitfossilien orientieren. Sie sind charakteristisch für ein bestimmtes Zeitalter. Sollten sie in derselben Gesteinsschicht vorkommen wie das gefundene Fossil, so lässt sich sagen, dass sie aus demselben Zeitalter stammen. Normalerweise werden Überreste von Lebewesen von Bakterien, die Sauerstoff benötigen, zersetzt. Bei der Entstehung von Fossilien werden jedoch die Überreste ohne Sauerstoff, unter Sediment, eingeschlossen in Harzen, oder in frostigen Böden gelagert, sodass sie nicht von Bakterien zersetzt werden können. Einige eingeschlossene Überreste können durch Mineralien ersetzt werden, wodurch man versteinerte Fossilien erhält. Andere Kleintiere findet man eingeschlossen in Bernstein, einem fossilisierten Harz. In Dauerfrostböden ist es sogar so, dass durch die Kälte selbst Mageninhalte von Lebewesen erhalten bleiben können.

• Ermittel das Alter der Säbelzahnkatze.

  Tipps

  15,3 zefallene C-14 Atome pro Minute in einem Gramm Kohlenstoff entsprechen 100%.

  Zerfallen nur noch 7,65 Atome pro Minute, also nur noch halb so viele Atome wie bei einem Lebewesen, dann ist das Lebewesen bereits vor einer Halbwertszeit des C-14-Isotops verstorben.

  Die Hälfte von 15,3 ist 7,65. Die Hälte von 7,65 ist wiederum 3,8.

  Lösung

  Die Halbwertszeit gibt dir an, nach wie vielen Jahren nur noch die Hälfte der C-14-Isotope vorhanden ist. Bei einem lebenden Organismus findet man in einem Gramm Kohlenstoff 15,3 Zerfälle des C-14 Isotops. Sollten nur noch 7,65 Zerfälle ermittelt werden, also nur noch halb so viele Zerfälle pro Minute, dann ist bereits eine Halbwertszeit abgelaufen. Das würde in etwa 5730 Jahren entsprechen. Die Hälfte von 7,65 Zerfällen pro Minute sind rund 3,8 Zerfälle pro Minute. Das entspricht den angegebenen Zerfällen der Säbelzahnkatze und gleichzeitig auch zwei Halbwertszeiten des C-14-Isotops. Zwei Halbwertszeiten sind zweimal 5730 Jahre, also 11460 Jahre. Damit kann man sagen, dass die Säbelzahnkatze 11460 Jahre alt ist, oder auch zwei Halbwertszeiten des C-14-Isotops.