3 Gründe, warum Lebewesen früher größer waren

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Bevor die Lebewesen auf der Erde so groß waren, waren die Lebewesen sehr klein. In der Ediacaran-Zeit waren diese Mikroorganismen die Lebensformen auf der Erde, bevor sie sich durch die Evolution entwickelten. Die Lebewesen wurden immer größer.

Viele Thesen legen nahe, dass es mit dem nährstoffreichen Wasser zu tun hatte. Die Ozeane waren voller Nährstoffe. Es gab keine Kämpfe um Nahrung, da genug für alle da war. Die Tiere wurden immer größer und hatten keine natürlichen Fressfeinde.

Warum waren Tiere früher größer?

Vor etwa 60 Millionen Jahren gab es Schlangen, welche die Länge eines Schulbusses und mehrere Tonnen gewogen hatten.

Wie kommt es, dass prähistorische Tiere so viel größer waren als die heutigen Tiere?
Einfache Antwort: Sie hatten mehr Zeit zu wachsen. Prähistorische Tiere waren nicht alle riesig. Der früheste bekannte Vorfahr des Pferdes lebte zum Beispiel ungefähr zur gleichen Zeit wie die Riesenboa und war (ungefähr so groß wie ein Fuchs) viel kleiner als das heutige Pferd. Und obwohl viele prähistorische Kreaturen sehr, sehr groß wurden, erschienen sie nicht alle gleich groß. Die größten Dinosaurier, wie die pflanzenfressenden Sauropoden und die riesigen räuberischen Theropoden, lebten in der Jura- und Kreidezeit vor etwa 65 bis 200 Millionen Jahren.

Durch Massensterben sind die größten Kreaturen zu jener Zeit gestorben, häufig durch Naturkatastrophen. Große Tiere sind besonders anfällig, wenn diese Massensterben auftreten, weil sie sich kaum anpassen und langsamer entwickeln, da sie tendenziell länger leben und sich weniger schnell vermehren als andere Kreaturen.

Das letzte große Aussterben ereignete sich vor ungefähr 12.000 Jahren, nicht lange genug, um inzwischen neue Arten von wirklich massiven Tieren zu haben. Die größten Kreaturen der Welt – der amerikanische Bison, die Elefanten und die Nashörner – sind keine neuen Arten, sondern Überlebende dieser Katastrophe. Theoretisch gibt es keinen Grund, warum wir in Zukunft keine dinosauriergroßen Tiere mehr sehen könnten. Schließlich teilen wir unseren Planeten bereits mit dem größten jemals aufgezeichneten Säugetier – dem Blauwal.

Warum sind einige prähistorische Tiere überhaupt so groß geworden?
Niemand weiß es genau, aber es gibt viele Theorien. Größer zu sein kann viele evolutionäre Vorteile bieten – größere Tiere haben keine Fressfeinde und können selbstbewusster um Ressourcen konkurrieren. Die Existenz größerer Pflanzenfresser bedeutet auch, dass fleischfressende Tiere wachsen müssen, um effektive Jäger zu sein.

Die Größe einer Art kann sich auch aufgrund von Umweltfaktoren ändern. In kalten Klimazonen kann ein sperriger Rahmen für warmblütige Tiere von Vorteil sein – je größer sie sind, desto besser speichern sie Wärme. Das Gegenteil gilt für kaltblütige Tiere. Denn in einem warmen Klima kann eine größere Masse dazu beitragen, ein Tier zu isolieren und es vor Überhitzung zu schützen.

Höhere Sauerstoffgehalt sorgte für größere Lebewesen

Der wahrscheinlich größte Effekt betrifft den Sauerstoffgehalt. Während eines Großteils des Zeitalters der Dinosaurier lag der atmosphärische Sauerstoff-Gehalt bei ca. 30% gegenüber den heutigen 21%.

In einem stabilen Ökosystem bestimmen Nährstoffgehalte (Nahrung, Wasser, Luft) tendenziell die Größe von Raubtieren und Beutetieren.

Auf dem Festland können sich Tiere frei in bessere Ökosysteme bewegen und ihren Größenwettbewerb weiter verschärfen, sofern nur praktische größenbezogene Überlegungen wie Knochenstruktur, Stoffwechselrate, Rüstung, Geschwindigkeit, Zähne und Krallen angestellt werden.

Um groß und schnell wie ein Tyrannosaurier zu sein, benötigten die Tiere einen viel schnelleren Stoffwechsel, der mehr Sauerstoffdurchsatz und einen viel robusteren Körper erfordert, um mit den Belastungen fertig zu werden. Aber der einzige große Unterschied ist der Sauerstoffgehalt. Alle anderen Merkmale ergeben sich dadurch. Dies ist der einzige Grund, warum Libellen eine Flügelspannweite von bis zu einem Meter erreichen konnten.

Zusammenhänge zwischen Größe der Lebewesen und ihrer Umwelt

Bevor wir gleich ins Detail gehen, muss erwähnt werden, dass die Natur keinen konkreten Plan folgt. Das bedeutet, dass die Erde sich nicht selbst beschützt, nur Arten hervorbringt, welche ihr Gutes tun oder Ähnliches. Für die Natur gibt es kein gut oder schlecht. Die Idee von einem kreativen Schöpfer, der einen Plan hat, stammt aus der Religion und alles was damit verbunden ist, ebenso. So ist es kein Plan der Biologie gewesen, ein hochintelligentes Wesen, wie den Menschen zu erschaffen. Es gibt auch nicht den Plan, dass sich Lebewesen in eine bestimmte Richtung entwickeln.

Stattdessen basiert das Spiel des Lebens auf Zufälle, welche am passenden Ort, zur passenden Zeit eine besondere Bedeutung bekommen. Die kleinsten Bausteine des Lebens sind Zellen, welche sich durch Zellteilung permanent vermehren. Bei diesen Zellteilungen schleichen sich Mutationen ein, so dass sich die Eigenschaften der Zellen stets ändern. Diese Mutationen passieren zufällig. Und auch ihre Wirkung ist zufällig. Im Normalfall bekommt man dies überhaupt nicht mit, weil es keine Rolle spielt.

Aber sobald ein Anlass da ist, kann die Mutation etwas Gutes oder Schlechtes für eine Spezies bewirken. So kann es sein, dass ein Tier- welches tagsüber aktiv ist, auch die Möglichkeit besitzt, nachts zu sehen. Die Ursache ist eine Mutation in den Genen, wodurch einige Individuen der Art diese Fähigkeit besitzen.

Da die Beute dieser Tierart aber tagsüber aktiv ist, bleibt auch die besagte Tierart tagaktiv. Nun kann es durch einen Vulkanausbruch und Inselbildung dazu kommen, dass diese Tierart auf einmal isoliert ist – von der Insel nicht mehr wegkommt.

Die Ressourcen werden dadurch begrenzter. Und vielleicht gibt es auf der Insel einen Konkurrenten, welcher ebenfalls tagsüber jagt und darin besser ist als die beschriebene Tierart. Nun wird auf einmal das Merkmal der Nachtsicht interessant. Denn fortan kann die Tierart der direkten Konkurrenz entgehen, indem es einfach nachtaktiv wird. Die Individuen mit der Nachtsicht-Fähigkeit besitzen auf einmal eine Eigenschaft, welche bis dahin keine Rolle spielte, nun aber einen Vorteil einbringt.

In der Biologie hängt also vieles zusammen. Die Mutation in den Genen ist Teil der Genetik. Die Lebensweise der Tiere in ihrer Umwelt wird in der Ökologie untersucht. Die lange Veränderung einer Art ist Gegenstand der Evolutionsforschung.

Außerdem müssen Umweltereignisse, wie Katastrophen, Inselbildungen, Vulkanausbrüche, Überschwemmungen und andere erdgeschichtliche Einschnitte betrachtet werden, wodurch sich die Arten immer wieder neuen Lebensbedingungen anpassen mussten. In der Biologie fließen somit viele Aspekte aus unterschiedlichen Fachdisziplinen mit ein und schaffen so ein Gesamtbild.

Zusammenhang zwischen Sauerstoffgehalt und Größe der Lebewesen

Alle Lebewesen, deren Stoffwechsel auf Sauerstoffbasis funktioniert, werden als Aerobier bezeichnet. Aerobe Prozesse sind demnach Lebensvorgänge, wie Atmung, Stoffwechsel, Energiegewinnung – bei denen Sauerstoff eine Rolle spielt. Menschen und Tiere sind aerobe Lebewesen, da sie Sauerstoff verbrauchen.

Um einen Zusammenhang zwischen der Körpergröße einer Art und dem Sauerstoffgehalt in der Luft herzustellen, müssen wir uns etwas mit der Erdgeschichte und deren Perioden beschäftigen. Wir beginnen beim Perm, da dort das Leben erneut begann.

Das Perm ist die letzte Periode des Erdaltertums. Es begann vor circa 298,9 Millionen Jahren und endete vor 251,9 Millionen Jahren. Auf das Perm folgte die Trias als erste Periode des Erdmittelalters. Doch der Übergang ist verbunden mit dem größten Massenaussterben der Erdgeschichte, welche als Perm-Trias-Grenze bezeichnet wird.

Die Ursache waren Vulkanausbrüche in der Gegend des heutigen Sibiriens, welche zur Bildung des Sibirische Trapps führten. In Folge der Vulkanausbrüche breitete sich Lava über eine Fläche von circa 2 Millionen Quadratkilometern aus. Das Klima veränderte sich massiv und alle Faktoren zusammen sorgten dafür, dass sämtliche Ökosysteme zusammenbrachen. So starben etwa 75 Prozent aller Landtiere aus. Die Erwärmung der Meere bewirkte dort ein Arten-Aussterben von 95 Prozent.

Jene Arten, welche dies überlebten – wurden zur dominierenden Spezies auf der Erde. Denn Konkurrenz war nicht vorhanden. Die Ökosysteme erholten sich langsam über Jahrmillionen hinweg und das Überleben sorgte für einen Vorsprung der Art gegenüber noch kommenden. Ein relativ prominenter Vertreter war Lystrosaurus, ein säugetierähnliches Reptil, welches das Massenaussterben überlebte und im Trias zur dominanten pflanzenfressenden Landwirbeltierart wurde.

Die Cyanobakterien in den Meeren, welche bereits beim Ursprung des Lebens, Sauerstoff durch Photosynthese produzierten – emittierten weiterhin Sauerstoff. Aber dadurch, dass die Tierwelt geschrumpft war, konnte dieser Sauerstoff nicht verbraucht werden. Es gab also ein Überangebot an Sauerstoff nach dem Massenaussterben, wodurch sich im Trias neue Geschöpfe hervortun konnten.

Die Trias ist eine Periode im Erdmittelmittelalter, welche vor 251,9 Millionen Jahren begann und vor 201,3 Millionen Jahren endete. Während der Trias war der mittlere Sauerstoffgehalt nicht so hoch und betrug nur circa 80 Prozent des heutigen. Am Ende des Trias kam es zu einem ausgeprägten Vulkanismus, welcher dazu führte, dass ein Großteil der damaligen Tier- und Pflanzenwelt erneut ausstarb. Man bezeichnet dieses Massenaussterben als Trias-Jura-Krise.

Auf die Trias folgte der Jura, eine Epoche – welche vor 201,3 Millionen Jahren begann und vor 145 Millionen Jahren endete. Während der Jura betrug der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre ungefähr 130 Prozent des heutigen Niveaus. Die erste Blütezeit der Dinosaurier begann im Jura und auch die Säugetiere starteten mit Hadrocodium wui als ihren ältesten Vertreter einen Versuch.

Geprägt war diese Epoche des Erdmittelalters durch Umwälzungen des Klimas und ausgeprägter Plattentektonik. Zu Beginn der Jura existierte der Superkontinent Pangaea, welcher aller heutigen Kontinente in einer riesigen Landmasse vereinte. Doch bereits im späten Trias begann Pangaea auseinanderzubrechen. Der Zerfall beschränkte sich zuerst auf den Südteil, welcher später zum Großkontinent Gondwana werden sollte. Aus dem Nordteil entstand der Großkontinent Laurasia. Dieser Trias-Zerfall setzte sich im Jura fort.

Noch im Unterjura kam es auf Gondwana zu erneuten Vulkanausbrüchen, was zu einer globalen Erderwärmung und einem Massenaussterben zweiter Ordnung führte. Die Gruppe der Prosauropoda waren die ersten pflanzenfressenden Dinosaurier. Diese starben bei der Aussterbewelle komplett aus. Die Sauropoden, als modernere Saurier, erreichten während des Oberjuras ihre größte Artenvielfalt.

Die Aufteilung des Superkontinents veränderte das Klima. Es gab kurze Phasen mit Hitze, gefolgt von Kälteperioden. Während der Kälteperioden kam es zu Vergletscherungen. Durch das Gefrieren und Abtauen schwankte der Meeresspiegel stark. Aber durch Gefrieren wurde Sauerstoff gebunden, das aerobe Leben somit eingeschränkt.

In Phasen des Abschmelzen wurde das Eis zu Wasser, wodurch der gebundene Sauerstoff dem globalen Sauerstoffkreislauf wieder zugeführt wurde. Die Erwärmungs- und Abkühlungsphasen hatten eine Dauer von jeweils 0,5 bis 1,0 Millionen Jahren, was verhältnismäßig kurz ist. Somit wurde wohlmöglich aerobe Leben stets gebremst und dann wieder beschleunigt.

Obwohl Filme wie Jurassic Park, durch ihren Namen, andeuten, dass der Höhepunkt der Dinosaurier im Jura lag – ist dies nicht richtig. Ihren Höhepunkt hatten die Dinosaurier in der Kreide, der Periode nach dem Jura, welche vor 145 Jahren begann und vor etwa 66 Millionen Jahren endete.

In dieser Zeit betrug der Sauerstoffgehalt etwa 150 Prozent des heutigen Niveaus. Das Klima war ausgeglichen und warm, die Pole geschmolzen und der Meeresspiegel entsprechend hoch. Sauerstoff lag nicht im Eis gebunden vor, wodurch aerobe Lebewesen bestmöglich gedeihen konnten.

Also wurden die Lebewesen automatisch größer, weil der Sauerstoffgehalt stieg?
Nein, so ist das nicht. Aber da der Sauerstoff beim Stoffwechsel benötigt wird, wodurch Energie freigesetzt wird, welche wiederum in Wachstum und Entwicklung investiert werden kann – gibt der Sauerstoffgehalt eine Größengrenze vor.

Das bedeutet…
Je mehr Sauerstoff vorhanden ist, desto mehr Energie können aerobe Lebewesen generieren. Und umso mehr Energie vorhanden ist, umso mehr kann in Fortpflanzung, Kraft oder eben Wachstum investiert werden.

Sauerstoffgehalt stellt nur die Grenze, die Konkurrenzsituation schafft den Größenschub

Dinosaurier, wie Megalosaurus, erreichten Kopf-Rumpf-Längen von 8 bis 9 Meter und wogen wahrscheinlich mehr als 1 Tonne. Und Tyrannosaurus Rex hatte wohlmöglich eine Länge von über 13 Metern und ein Gewicht von mehr als 8 Tonnen.

Nun hat solche Körpergröße extrem viele Nachteile. Der bedeutendste Nachteil ist, dass sämtliche Organe mit Blut, Nährstoffen und Sauerstoff versorgt werden müssen. Dazu ist sehr viel Energie notwendig, was wiederum bedeutet, dass die Tiere permanent ihren Energiebedarf stillen mussten.

Sobald dann Ressourcen wegfallen, sind sehr große Lebewesen nicht mehr in der Lage, mit weniger auszukommen. Das bedeutet, dass sie sich nicht anpassen können – was letztlich auch zum Aussterben der Dinosaurier mit beitrug. Nachdem geklärt wurde, wie die Lebewesen früher so groß werden konnten – bleibt die Frage nach dem Wieso.

Das Copesche Gesetz besagt, dass Lebewesen im Laufe der Evolution eine Tendenz zur Zunahme der Körpergröße haben. Denn Körpergröße wirkt dominant. Somit konnten sich die früheren Lebewesen gegenüber Artgenossen und Fressfeinden behaupten, indem sie immer größer wurden. Nun habe ich oben schon beschrieben, dass die Natur keinem Plan folgt. Und somit existiert auch kein konkreter Plan zur Körpergröße.

Aber sobald zwei unterschiedliche Arten in einem räumlich begrenzten Lebensraum aufeinandertreffen und um die gleiche Nahrung, den gleichen Nistplatz, die gleiche Wasserstelle oder Ähnliches konkurrieren, entsteht ein Wettbewerb und ein Verdrängungskampf. Dieser Konkurrenzkampf dauert mitunter Jahrmillionen an, wird aber dazu führen, dass sich ein Konkurrent durchsetzen wird. Denn durch Mutationen wird irgendwann ein Merkmal auftreten, welches den Vorteil gegenüber den Konkurrenten schafft.

Letztlich wird dieser Vorteil zuerst nur in einem Individuum der Art auftreten. Aber dieser ökologische Vorteil wirkt sich auch auf den Fortpflanzungserfolg aus. So bewirkt die bessere Selbstversorgung, ein besseres Äußeres, bei einigen Tierarten ein schöneres Fell, aufmerksamkeitserregende Hautfarbe, besondere Geruchstoffe, schönes Gefieder usw.

Dies wirkt attraktiv auf mögliche Sexualpartner, weshalb sich der ökologische Erfolg in einem Fortpflanzungserfolg niederschlägt. Dadurch, dass die überlegenden Individuen sich häufiger fortpflanzen, geben sie das mutierte Merkmal an ihre Nachkommen weiter. Diese werden sich auch öfter ernähren, sich besser versorgen und dadurch länger überleben. Und über sehr viele Generationen hinweg, besitzt die ganze Population dieses Merkmal, wodurch die eine Spezies den direkten Konkurrenten dauerhaft dominieren und verdrängen wird.

Die Körpergröße der früheren Lebewesen war so ein Dominanzmerkmal. Der erhöhte Sauerstoffgehalt verschob die Körpergrößengrenze und machte solch ein Wachstum erst möglich. Aber erst die Konkurrenzsituation machte das Wachstum auch nötig. Und so begannen sich die Lebewesen gegenseitig zu übertreffen und ein Wettrüsten über Jahrmillionen setzte ein.

Zusammenfassung

• Die großen Aussterbewellen bewirkten, dass enorm viel Sauerstoff zeitweilig vorhanden war, aber nur von einer begrenzten Anzahl von Tieren verbraucht wurde.
• Gleichzeitig stellten robuste Cyanobakterien weiterhin Sauerstoff her, welcher in der Atmosphäre angereichert wurde.
• Der hohe Sauerstoffgehalt verschob die Energiegewinnungs- und somit auch die Wachstumsgrenze.
• Am Anfang fehlten die Fressfeinde, wodurch sich große Arten etablieren konnten.
• Durch das Auseinanderdriften der Superkontinente ergaben sich neue Lebensräume, welche viel kleiner waren und zu einem neuen Konkurrenzdruck führten.
• Laut dem Copeschen Gesetz werden Lebewesen immer tendenziell größer werden, da so eine Dominanz gegenüber Fressfeinden und Konkurrenten geschaffen wird. Da sich der ökologische Erfolg auch auf die Reproduktion auswirkt, entsteht auch eine Dominanz gegenüber Artgenossen – wodurch auch der Konkurrenzkampf um Sexualpartner gewonnen wird.
• Man nimmt an, dass durch Mutationen, Auslese ein Wettrüsten um Körpergröße bei den Lebewesen einsetzte.
• Letztlich schlug am Ende der Kreidezeit ein Meteorit auf die Erde ein und der hohe Energiebedarf der Megafauna wurde zum Nachteil. Fortan setzten sich die viel kleineren Säugetiere durch. Und Sozialleben in Herden oder Rudeln, sowie die Aufzuchtstrategien der Jungtiere wurden zu neuen Vorteilen.