Schachtelhalm - eBook. Marianne Ruoff
und kleinen Krebstieren fein zerkleinern.
Hai-Fossil, Urweltmuseum, Holzmaden.
Versteinerte Ammoniten, links mit geschliffener Oberfläche, rechts mit erhalten gebliebener Perlmutteroberfläche.
Versteinerte, ca. 500 Millionen alte Trilobiten aus der Sammlung des Naturhistorischen Museums Bern.
Rekonstruktion eines Ammoniten, Urweltmuseum, Holzmaden.
Neben den Ammoniten gab es die mit ihnen verwandten Nautiloideen, mit geraden, hornförmig gebogenen bis zu spiraligen bunten und ebenfalls perlmuttschimmernden Gehäusen. Manche der mit insgesamt 900 Gattungen bezifferten Nautiloideen hatten die 70 Millionen Jahre zuvor auftretende Kaltzeit nicht überlebt, andere starben während des hier beschriebenen Erdzeitalters des Devon zunehmend aus, wieder andere vermehrten sich in späteren Zeitaltern massenhaft, wie die im Jura 200 Millionen Jahre später auftretenden Belemniten, deren versteinerte Gehäuse im Volksmund »Donnerkeile« genannt werden. All diese Lebewesen waren Zeitgenossen der ersten Schachtelhalme.
Es war eine Zeit, in der sich die Erde schneller drehte als heute, ein Tag dauerte nur zweiundzwanzig Stunden. Die Sonne schien nicht ganz so hell, und auch die Luft war anders: Sie enthielt einiges mehr an Kohlendioxid und nur etwa sechzehn Prozent Sauerstoff.2 Dieser Sauerstoffgehalt entspräche heutzutage dem einer dünnen Höhenluft auf 2600 Metern über dem Meeresspiegel. Dem Menschen hätte dies zu schaffen gemacht, doch es dauerte noch ungefähr 393 Millionen Jahre oder fast sieben Erdzeitalter, bis die ersten menschenartigen Wesen, die Hominiden, erschienen.
Im beginnenden Zeitalter des Devon, der Zeit der ersten Schachtelhalme, war es deutlich wärmer als heute, um durchschnittlich drei bis sechs Grad. 73 Millionen Jahre zuvor hatte ein nicht ganz geklärtes plötzliches Ereignis zu einem Massenaussterben von 85 Prozent der Lebewesen durch eine Eiszeit geführt. In den darauffolgenden Zeitaltern des Silur und nun auch im Devon waren die Temperaturen wieder gestiegen und die Eisschilder der Erde größtenteils geschmolzen. In den Lüften, den Wolken und den Gewässern zirkulierte eine viel größere Wassermenge, sodass die Meeresspiegel ungefähr 150 Meter höher standen als heute. Die Polkappen waren nur mit wenig Eis bedeckt.
Rekonstruktion eines Belemniten, Urweltmuseum, Holzmaden.
Die mehrheitlich gebirgsfreien Urkontinente von Laurussia, auch Euroamerika genannt, Siberia, China und Gondwanaland boten an ihren Ufern ausgedehnte Flachwassergebiete. Gondwanaland, der größte Urkontinent, lag am Südpol und besaß ein kleines polares Eiskäppchen. Der Name »Gondwana« stammt aus dem indogermanischen Sanskrit und bedeutet »Land der Gond«, eine Gruppe indischer Ureinwohner. Aus Gondwana entwickelte sich aber erst ungefähr 270 Millionen Jahre später Indien, Madagaskar, Afrika, Arabien, Südamerika, Neuguinea, Antarktika und Australien.
An Land gab es noch keine Tiere und nur ein paar wenige sehr einfach strukturierte Gefäßpflanzen – das sind Pflanzen, die wasser- und nährstofftransportierende Gefäße im Inneren besitzen, sie werden auch Urfarne genannt –, dazu vermutlich Moose. Doch das sollte sich nun ändern. Denn das Urprinzip des Lebens ließ wieder einmal etwas bislang nie Dagewesenes entstehen, um das vom Urmeer freigegebene jungfräuliche Land zu begrünen. Die Voraussetzungen waren dafür geradezu perfekt.
Obwohl noch so gut wie keine Landpflanzen existierten, hatten die im Urmeer üppig vorhandenen Algen und Wasserpflanzen über Millionen von Jahren langsam eine Zunahme des Luftsauerstoffs und die Ausbildung einer schützenden Ozonschicht bewirkt. Somit hatte sich die zuvor sehr starke und für Landbewohner schädliche UV-Einstrahlung auf der Erdoberfläche langsam so weit abgeschwächt, dass ein Leben an Land nun möglich wurde. Hinzu kam viel Platz, es gab riesige unbesiedelte Landstriche mit Flachwassergebieten. Zudem existierten keine Fressfeinde, denn bisher war tierisches Leben nur im Meer entwickelt. Warme Temperaturen und ausgiebige regelmäßige Regenfälle trugen ebenfalls zu besten Klimabedingungen bei.
Doch was noch viel wichtiger war: Die Pflanzenwelt benötigt große Mengen Kohlendioxid, um zusammen mit Licht und Wasser Substanz zu erzeugen, während nebenbei Sauerstoff entsteht. Das Kohlendioxid war in der damaligen Atmosphäre in riesigen Mengen vorhanden. Der CO2-Gehalt der Luft war fünfzehn Mal höher als heute und deutlich höher als im Urmeer. Auf Pflanzen wirkt dies als starker Wachstumsbeschleuniger, wie Forschungsergebnisse belegen.3 Auch in der heutigen Pflanzenzucht wird CO2-Begasung als Dünger angewendet. Für Pflanzen wäre der heute viel diskutierte CO2-Anstieg kein Grund zur Besorgnis, ganz im Gegenteil.
Sicher trugen diese äußerst vorteilhaften Klimabedingungen dazu bei, dass sich aus an Land gespülten Algen größere und komplexere Landpflanzen entwickeln konnten, die sich zunehmend rasch und bald in großen Massen vermehrten und eine neue Ära der Erdgeschichte begründeten: Die Schachtelhalme und Farne waren geboren.
Man vermutet heute, dass ihre Vorfahren und überhaupt die Ahnen aller Landpflanzen aus der Gruppe der Armleuchteralgen (Charales) abstammen, einer Grünalgenart.
Die Schachtelhalme jedenfalls begannen durch die Entwicklung wasserführender Gefäße, erstmals ein Leben außerhalb des Wassers möglich zu machen. Durch diese Neuentwicklung waren sie nicht mehr auf das Schwimmen im Wasser angewiesen, sondern konnten das lebensnotwendige Nass entlang der Pflanzenstängel auch vom Gewässer weg transportieren. Zusätzlich benutzten sie ähnlich manchen Algen ein ungewöhnliches Bauprinzip: Sie bauten kleinste Kieselkristalle in ihre Zellwände ein und erlangten so eine Festigkeit, die ihnen ein aufrechtes Wachstum an Land ermöglichte. Bis heute enthält außer Bambus keine andere Landpflanzenart so viel Kieselsäure wie sie. Auch in diesem Sinne (nicht nur aufgrund ihres Alters) kann man die Schachtelhalme als lebende Fossilien bezeichnen, sie haben sich wortwörtlich »versteinert«.
»Armleuchteralge, Chara horrida L. J. Wahlstedt), Biologische Station Hiddensee, Universität Greifswald.
Zunächst waren sie noch klein, später nur einen Meter hoch. Und wie auch die bereits etwas früher aufgetauchten Bärlapparten und die damit verwandten Farne verstreuten sie Sporen für die Vermehrung und Verbreitung mithilfe des Wassers und nun auch der Luft. Erst ungefähr 160 Millionen Jahre später entwickelten andere Pflanzen Blüten zur Vermehrung durch Insektenbestäubung. Doch auch Insekten entstanden erst am Ende des Devonzeitalters, über 50 Millionen Jahre nach den ersten Schachtelhalmen.
Die Befruchtung benötigte lediglich einen feuchten Untergrund, in dem die Sporen männliche und weibliche Vorkeime (Prothallien) bildeten. Aus den männlichen Prothallien schwärmten dann frei bewegliche, begeißelte Spermatozoiden aus und schwammen im Wasser zu den aus den weiblichen Vorkeimen gebildeten Eizellen, um diese zu befruchten. Hierfür boten die damaligen weit verbreiteten Flachwassergebiete und Sümpfe ideale Voraussetzungen.
Bis heute vermehren sich Schachtelhalme wie auch Farne und Bärlappe ganz unabhängig von Insekten nach diesem über vierhundert Millionen Jahre alten Muster. Vielleicht hat die Beibehaltung dieses uralten Prinzips zum Überleben so mancher Katastrophe beigetragen?
Ohne Konkurrenz oder Fressfeinde konnten sich Schachtelhalme, Farne und Bärlappe ungehindert ausbreiten und bildeten mit der Zeit ganze Urwälder. Auch ihre Größe erreichte gigantische Dimensionen, bis zu dreißig Meter hohe Schachtelhalme wurden in Ablagerungen des späteren Devon und Karbons gefunden.
Nach und nach bildete sich aus diesen Pflanzen verrottendes organisches Material am Boden, das wiederum als Dünger und Nährstoff für weitere Pflanzen und Tiere diente, sodass gegen Ende des Devon bereits Milben, Hundertfüßer, Tausendfüßer, Skorpione