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Zur Paläoökologie des Trilobiten Elrathia kingii

Elrathia kingii (Meek 1870) ist einer der häufigsten Trilobiten Nordamerikas. Mittlerweile hat sich ein ganzer Wirtschaftszweig um das Fossil herum gebildet. Dabei wird E. kingii nicht nur an Sammler in der ganzen Welt verkauft, sondern auch zu Schmuck, Postkarten oder Magnethalter und dergleichen verarbeitet. Das Vorkommen selber ist geographisch auf wenige Aufschlüsse der mittelkambrischen Wheeler Formation in einem einzelnen Becken in Utah begrenzt. Dort kann er allerdings in sehr hoher Dichte von bis zu mehreren 100 Exemplaren pro Quadratmetern auftreten (Gaines und Droser 2003).

Elrathia kingii
Elrathia kingii, Wheeler Formation, Utah

Seiner Häufigkeit zum Trotz konnte bislang kaum Licht in seine Lebensweise gebracht werden. Die Wheeler Formation enthält neben den Trilobiten auch Fossilien in Weichkörpererhaltung, ähnlich dem Burgess Schiefer. Diese Ablagerungen werden im Allgemeinen als anoxisch betrachtet, die Fossilien darin als allochthon bzw. pelagisch(Rees 1986). In der Wheeler Formation wechseln sich die Weichkörperfossilien mit den trilobitenführenden Horizonten im Zentimeterbereich ab.

Als Bodenbewohner war E. kingii möglicherweise an ein Leben unter den sauerstoffarmen Bedingungen angepasst. Dazu gehören zahlreiche Thorakalsegmente und Pleuren mit großer lateraler Ausdehnung, welche möglicherweise dazu dienten, die Kiemenfläche zu vergrößern (Hughes & Chapman 1995). Außerdem verfügte E. kingii über ein „schwimmendes“ Hypostom, war also vermutlich ein Sedimentfresser (Fortey & Owens 1999).
Die Wheeler Formation akkumulierte in einem Graben, der House Range, in einer Karbonatplattform. Die Gesteine sind aus feinem Ton und Karbonatschlamm aufgebaut. Das Vorkommen von E. kingii innerhalb der Wheeler Formation ist hauptsächlich an Horizonte gebunden, die nicht durch Bioturbation gestört sind. Lediglich in 6,3% konnte innerhalb der E kingii führenden Horizonten gleichzeitige Bioturbation beobachtet werden. Dabei fällt auch die größte Funddichte auf nicht bioturbate Horizonte. Gaines & Droser (2003) stellen fest, dass die Fossilien von E. kingii in situ vorliegen. Dieses und das monospezifische Auftreten von E. kingii und die teilweise extrem hohe Besiedelungsdichte lässt Gaines und Droser (2003) vermuten, das E. kingii einen Siedlungsraum bewohnte, in dem sonst kein anderes höheres Lebewesen überleben konnte. Möglicherweise nutzte E. kingii eine schmale Zone, die als exaerobe Zone bezeichnet wird. Diese Zone wurde erstmals von Savrda & Bottjer (1987) beschrieben und bezeichnet ein schmales Gebiet zwischen der dysaeroben Zone (1,0 – 0,1 ml/l O2) und der anaeroben Zone (weniger als 0,1 ml/l O2).

Sauerstoffmangel ist zwar ein limitierender Faktor für komplexere Lebewesen, aber gerade die exaerobe Zone an der Grenze zur anaeroben bietet auch viele Vorteile. Hat sich eine Art erst mal an eine derartige Sauerstoffmangelzone angepasst, ist sie für Konkurrenten oder Fressfeinde nur schwer zu erreichen. Außerdem beinhaltet die exaerobe Zone auch eine nutzbare Nahrungsquelle. Direkt an der Grenze zwischen aerobem und anaerobem Bereich findet sich gleichzeitig freier Sauerstoff und freie Sulfide, beides Nahrungsgrundlage für Bakterien. In heutigen Meeren finden sich unter diesen Bedingungen Thioploca und andere teilweise chemolithoautotrophe Bakterien. Diese Bakterien bilden auch symbiotische Lebensgemeinschaften mit Mollusken oder Arthropoden. Gaines und Droser (2003) nehmen daher an, das E. kingii möglicherweise ebenfalls nicht nur die Bakterienrasen der exaeroben Zone abweidete, sondern möglicherweise sogar in Symbiose mit ihnen lebte. Auf jeden Fall wäre Elrathia kingii der älteste bekannte Vertreter dieser interessanten Lebensgemeinschaften, die zusammen einen schwierigen Lebensraum besiedelt haben.

Literatur

Fortey, R., Owens, R.M. (1999): Feeding habits in trilobites. Paleontology v. 42, p. 429-465.

Gaines, R.R., Droser, M.L. (2003): Paleoecology of the familiar trilobite Elrathia kingii: An early exaerobic zone inhabitant. Geology, Nov 2003, p. 941-944.

Hughes, N.C., Chapman, R.E. (1995): Growth and variation in the Silurian proetide trilobite Aulacopleura konincki and its implications for trilobite paleobiology. Lethaia, v. 28, p. 333-353.

Meek, F.B.(1870): Description of fossils collected by the US Geological Survey. Academy of Natural Sciences of Philadelphia Proceedings, p. 54-64.

Savrda, C.E., Bottjer, D.J. (1987): The exaerobic zone, a new oxygen deficient marine biofacies. Nature vol. 327, p. 54-56.

Rees, M.N. (1986): A fault controlled trough through a carbonate platform: The Middle Cambrian House Range embayment. Geological Society of America Bulletin v. 97, p. 1054-1069.

© 2004Gunnar Ries