Winzige 135 Millionen Jahre alte Moosfossilien, die in Gestein aus Westkanada gefunden wurden, bewahren exquisite anatomische Details. Diese Fossilien öffnen ein unerwartetes Fenster zur Evolution der Moose, da sie die Erkennung von Abstammungslinien lebender Moose tief im Fossilienbestand ermöglichen. Auf diese Weise ergänzen sie den notorisch spärlichen Fossilienbestand der Gruppe.

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Abb. 1. Schichten aus der frühen Kreidezeit, die in der Gezeitenzone von Apple Bay (Vancouver Island, British Columbia, Kanada) (oben) freigelegt wurden, enthalten Kalkkonkretionen (unten), die Pflanzenfossilien erhalten. Fotos © RA Stockey und GW Rothwell.

Abb. 2. Eine Scheibe einer Karbonatkonkretion, auf deren flacher Seite zahlreiche Pflanzenfossilien (dunkel) freigelegt sind. Maßstabsleiste = 2 Zentimeter.

Abb. 3. Moosblätter im Querschnitt mit verschiedenen Zelltypen; oben – fossile Meantoinea alophosioides (Polytrichaceae), unten – fossile Leucobryaceae. Maßstabsbalken sind ein Zehntel Millimeter.

Abb. 4. Gemmae fossiler Meantoinea alophosioides (oben, Mitte) im Vergleich zu Gemmae lebender Tetraphis. Bilder im gleichen Maßstab; Maßstabsleiste ein Zehntel Millimeter.

Antheridium (spermienproduzierende Struktur) fossiler Tricosta plicata (zur Verdeutlichung rechts nachgezeichnet). Maßstabsbalken ein Zehntel Millimeter.

Abb. 6. Zellen mit gewundenen Wänden (oben in zwei lebenden Moosen), die im Querschnitt (z. B. entlang der orangefarbenen Linien geschnitten) gesehen werden, spiegeln sich in den Lumen ungleichmäßiger Größe und Verteilung wider, die in Querschnitten von Blättern fossiler Tricarinella crassiphylla (Grimmiaceae) beobachtet werden ) (unter). Bilder nicht im gleichen Maßstab; Maßstabsleiste für Tricarinella ein Zehntel Millimeter.

Abb. 7. Blattzellen fossiler Tricosta plicata (Tricostaceae), die Fortpflanzungsstrukturen von bryophylen Pilzen enthalten; andere Pilzstrukturen sind um die Mooszellen herum vorhanden. Maßstabsbalken ein Zehntel Millimeter.

Abb. 8. Stamm und Blätter des fossilen Gametophyten Krassiloviella limbelloides (Tricostaceae), der durch den Biss eines Pflanzenfressers abgeschnitten wurde, zeigen eine für Wundreaktionen typische Färbung. Maßstabsbalken ein Zehntel Millimeter.

Kreidefelsen auf Vancouver Island (British Columbia) (ABBILDUNG 1) offenbaren reiche Ansammlungen von Pflanzenfossilien (ABBILDUNG 2), die enthalten eine große Vielfalt an winzigen Moosen. Die Moosfossilien zeigen unerwartet feine anatomische Details in sehr kleinen Maßstäben. Einige zeigen die Anordnung verschiedener Zelltypen bilden die kleinen Blätter (ABB. 3). Andere bewahren Strukturen für die asexuelle Fortpflanzung (gemmae) nur einen Zehntel Millimeter breit (BILD 4), oder Samenbläschen nur geringfügig größer als die Gemmae (ABB. 5). Sogar Details so klein wie die Geometrie einzelner Zellwände (FIG 6) oder intrazelluläre Wechselwirkungen mit Pilzen (FIG 7) und mikroskopische Beweise für Pflanzenfresser (BILD 8) beobachtet werden.

Glücklicherweise erfordert das Aufdecken solch feiner Details keine ausgefeilten Methoden, sondern nur die Zelluloseacetat-Peeling-Technik, traditionell seit mehr als einem halben Jahrhundert von Kohlekugel-Paläobotanikern eingesetzt. Bei dieser Technik werden flache Oberflächen des Gesteins poliert und mit Säure geätzt, um das Pflanzenmaterial freizulegen, das dann auf acetonlöslichen Kunststofffolien („Peelings“) aufgenommen wird. All dies ist möglich, weil das Pflanzenmaterial, einschließlich aller Moose, von den Landmassen der Kreidezeit durch ins Meer mündende Bäche gespült wurde, wo die Pflanzen versanken und in küstennahen Sedimenten begraben wurden. Die Sedimente wurden dann um die Pflanzen herum an Stellen zementiert, an denen unterseeische Süßwasserquellen einsickerten und Kalziumkarbonat ausfielen.

Angesichts ihrer geringen Größe würde es niemanden überraschen, dass die Klassifizierung und Identifizierung von Moosen oft auf komplizierten Details ihrer Anatomie beruht. Fossilien sind jedoch nicht für ihre Vollständigkeit berühmt – die feineren Details sind die ersten, die ausgelöscht werden, wenn es hart auf hart kommt, während der Prozesse, die mit der Versteinerung verbunden sind. Daher ist die Entdeckung von Fossilien, die winzige anatomische Details bewahren, selten, aber auch entscheidend für das Verständnis, wo jedes von ihnen in Klassifikationen passt. Eine wichtige Sache, die uns die kanadischen Fossilien sagen, ist, dass die tiefe Geschichte der Moose erhebliche Mengen an ausgestorbener Vielfalt umfasst, die nur durch Durchsuchen der Gesteinsaufzeichnungen aufgefunden werden können. Ebenso wichtig ist, dass diese Fossilien das Vorhandensein mehrerer großer Mooslinien zeigen, die lebende Vertreter haben, viel früher als bisher angenommen.

Warum ist das alles wichtig? Erstens, weil sie große Lücken im Fossilienbestand füllen. Seit Darwins berühmter Beschwerde haben Botaniker und Biologen gleichermaßen die Unvollkommenheit der geologischen Aufzeichnungen bei der Darstellung der Vielfalt des vergangenen Lebens angeprangert. Diese echte Herausforderung von frühere Biodiversitätsstudien verschärfen sich im Fall von Moosen, aus Gründen, dass werden gerade erst deutlicher. Deshalb sind die reichlich vorhandenen und vielfältigen kanadischen fossilen Moose eine Fundgrube. Einige der Fossilien erhöhen das Mindestalter ihrer Abstammung um 50 Millionen Jahre oder mehr, während andere die einzigen bisher bekannten Fossilienaufzeichnungen ihrer Abstammung darstellen. Solche Daten sind als Kalibrierungspunkte von entscheidender Bedeutung und verbessern die Genauigkeit molekularer Uhren, die zur Datierung evolutionärer Ereignisse sowie zur Einbeziehung in Studien zu evolutionären Zusammenhängen, zu der sie zur Auflösung beitragen.

Zweitens zeigt das kanadische Material die Bedeutung von Moosfossilien, die eine detaillierte Anatomie für das Verständnis der Evolution der Gruppe bewahren. Dies unterstreicht wiederum die Notwendigkeit, weitere Vorkommen von Moosen mit dieser Art der Konservierung zu finden und zu untersuchen.

Drittens haben uns die kanadischen Fossilien geholfen, gründlich validierte Suchbilder für anatomisch erhaltene Moose und die Felsen, die sie beherbergen, zu entwickeln. Infolgedessen haben wir jetzt Beobachtungen und Berichte über solche Fossilien von mehreren anderen Orten auf Vancouver Island und in Kalifornien, die sich über den größten Teil der Kreidezeit erstrecken (Valanginium bis Campanium, vor etwa 135–75 Millionen Jahren) (ABBILDUNG 9). Diese und noch ältere (155 Millionen Jahre) anatomisch erhaltene Moose wurden in entdeckt Gesteine ​​des oberen Jura im argentinischen Patagonien (ABB. 10), warten auf eine eingehende Charakterisierung und werden sicherlich ebenso wichtige Aspekte der tiefen Evolutionsgeschichte der Moose beleuchten.

Moose gehören heute leben mindestens 7000 Arten (und einige Gelehrte zählen mindestens 13000). Wenn das, was wir über die Pflanzenevolution wissen, richtig ist, können Bryophyten (zu denen Moose gehören) sind mindestens 440 Millionen Jahre alt. Es wäre unmöglich, den Ursprung und das Tempo der Evolution der großen lebenden Vielfalt der Moose zu verstehen, ohne tief in den Fossilienbestand einzudringen, genauso wie wir ohne die Kenntnis des 7 Millionen Jahre alten Fossilienbestands der Hominiden kein Verständnis für die Ursprünge unserer haben würden eigene Art. Nicht zuletzt deshalb sind diese Moosfossilien mit ihren hochaufgelösten anatomischen Informationen so wichtig.