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Muscheln auf dem Schlammboden?

Substrat-Experimente zur Taphonomie und Lebensweise von Bivalven

Seit Jahrzehnten wird insbesondere im Kontext mit Studien über anoxische oder dysoxische benthische Lebensräume diskutiert, welche Lebensweise die in zugehörigen Sedimenten überlieferten Organismengruppen gehabt haben könnten, ob sie autochthon oder subautochthon eingebettet wurden. Während einer Arbeit über die Fazies und Paläoökologie des Actinopterien-Schwarzschiefer-Events im späten Viséum des Rheinischen Schiefergebirge durch Christian Nyhuis (Nyhuis et al., 2015) ergab sich die konkrete Frage, wie beispielsweise die Muscheln Posidonia becheri und Actinopteria sulcata in oder auf solch feinkörnigen Sedimenten, in denen sie überliefert werden, überleben konnten. Als Alternativen zu einer vielfach publizierten epibenthischen Lebensweise wurden bislang Eintrag aus anderen Habitaten (allochthone Einbettung), Anheftung an umhertreibende (Algen-)Substrate (pseudoplanktische Lebensweise) oder gar extreme Lebensweisen (chemoautotrophe Ernährung) diskutiert.

Biologische Zwänge müssen dabei genauso berücksichtigt werden wie das physikalische Verhalten eines Bivalvenkörpers auf dem pelitischen Sediment. Das Einsinken der Muschel muss einerseits verhindert werden, da ansonsten die respiratorischen Systeme und solche zur Nahrungsaufnahme und Verdauung verklebt würden. Dies scheint allerdings auf Schlammböden mit Korngrößen unter 63 µm überhaupt nicht möglich zu sein, weil das Sediment keine angemessene Festigkeit aufweist, um Epibenthos zu tragen. Andererseits könnte es auch möglich sein, dass das Sediment aufgrund seiner kohäsiven Kräfte sehr wohl in der Lage ist, die Organismen zu tragen, sofern keine Aufwirbelung erfolgt. Die in karbonischen (Schwarz-)Schiefern überlieferten Bivalven sind nahezu ausnahmslos byssat und werden außerhalb der Schieferfazies auch in karbonatischen und siliziklastischen Ablagerungsräumen gefunden, in denen es an Anheftungssubstrat für die Byssusfäden nicht gemangelt hat. Für pelitische Substrate ergibt sich zwangsläufig die Frage, an welchen Festkörpern sich die Byssusfäden hätten anheften können.

Um diesen Theorien zu begegnen, wurde ein kleines Forschungsprojekt initiiert, um im Experiment verschiedene Bivalven-Arten auf Schlammböden zu platzieren und das physikalische Verhalten der Gehäuse zu analysieren. Um möglichst realistische Konditionen zu schaffen, wurden unterschiedliche rezente Muschelschalen mit künstlich erzeugten „Weichkörpern“ verschiedener Dichte präpariert und in drei unterschiedlichen Versuchsdurchgängen in transparente Eimer mit verschiedenen feinkörnigen, wassergesättigten Sedimenten gegeben und das Verhalten dieser Körper über 24 Stunden dokumentiert. Als Vergleich wurde jeweils mit einer Calcit-Kugel und einer Glasplatte ebenso verfahren.

In den drei Durchgängen zeigte sich, dass keinerlei Einsinken der unterschiedlichen Muschelgehäuse mit ihren präparierten Weichkörpern festzustellen war, sondern alle Versuchsobjekte an der Substratoberfläche verbleiben, unabhängig von der Dichte, dem absoluten Gewicht und der Schalenmorphologie sowie von der Korngröße des Sedimentes und dem Wassergehalt. Daraus wird geschlossen, dass das bisher angenommene Ausmaß der Lebensfeindlichkeit pelitischer Substrate revidiert bzw. angepasst werden muss, wobei einige Faktoren, die für Verfälschung bzw. Ungenauigkeit der Experimente gesorgt haben könnten, verändert werden müssen.

Für ein noch eindeutigeres Ergebnis müssen also weiterführende Experimente in größerem Maßstab initiiert werden. So könnten etwa Temperatur, Druck und Salzgehalt mit entsprechenden Versuchsaufbauten variiert und an die Verhältnisse am Meeresgrund angepasst werden. Ideal wäre außerdem eine Umgebung, die die Veränderungen am Sediment durch Bioturbation und verschiedene Organikgehalte widerspiegelt.

 

Kontakt bei Fragen:

Ellen Maus (BSc)
Institut für Geologie und Mineralogie der Universität zu Köln
Zülpicher Str. 49a
50674 Köln
Email: ellen.maus(at)uni-koeln.de

Professor Michael R.W. Amler
Institut für Geologie und Mineralogie der Universität zu Köln
Zülpicher Str. 49a
50674 Köln
Tel. 0221/470 5672
Email: michael.amler(at)uni-koeln.de