Thomas Beier, 2015-04
Horst, 2018-11
Paläontologie
Als Fossil (lat. "ausgegraben") bezeichnet man Organismenreste und sonstige Spuren vorzeitlichen Lebens, die älter als 10.000 Jahre sind. Wissenschaftler, welche sich mit Fossilien auseinandersetzen, nennt man Paläontologen. Sie arbeiten gemäß folgenden Methoden:
Geologische Kartierung:
Zuerst verschaffen sich die Paläontologen einen Überblick über die Sedimentschichten und kartieren die Umgebung, um gezielt in verschiedenen Schichten nach Fossilien suchen zu können und eine vorläufige, grobe zeitliche Einordnung der Funde zu geben. Um das Alter der Funde genau zu datieren, werden später andere Methoden zu Hilfe genommen.
Grabungen
Eine paläontologische Grabung erfolgt Schichtweise von der oberen, jüngsten Schicht (Hangenden), zu den unteren, älteren Schichten (Liegenden). Neben Fossilfunden sind auch die geologischen Eigenschaften der Schichten zu dokumentieren. Die Sedimentschichten (Horizonte) werden durchnummeriert und die Funde mit der Nummer ihrer Fundschicht notiert. Bei gut erhaltenen Fossilien muss die Lage der einzelnen Skelettteile exakt dokumentiert werden, um später die Sterbehaltung und weitere Aufschluss gebende Informationen rekonstruieren zu können, sowie um verschiedene Funde auseinander zu halten.
Präparation und Aufbereitung von fossilen Funden
Die öfters bröckligen Fossilreste werden noch an der Fundstelle geklebt und/oder mit Chemikalien für die spätere Präparation konserviert. Bei Knochenfunden kann auch die Umhüllung mit Gips notwendig sein. Die Präparation der Fossilien im Labor erfolgt in mühevoller Handarbeit mit Skalpell und ähnlichen Feinwerkzeugen (Druckluftmeißel/Airtool) unter der Lupe oder einem Stereomikroskop. Durch Röntgenaufnahmen können verdeckte Fossilienteile ausgemacht werden (z.B. die noch nicht durchgebrochenen bleibenden Zähne im Schädel des Kind von Taung). Beschädigungen der Präparation werden so vermieden.
Dokumentation, Beschreibung, Klassifikation von fossilen Funden
Der Fund wir auf verschiedene Weisen dokumentiert: Zeichnerisch, fotografisch und teilweise auch mit dem Rasterelektronenmikroskop. Auf Basis der Dokumentation geschieht eine Beschreibung des Funds und die darauf folgende systematische Einordnung in den Stammbaum der Evolution.
Altersbestimmung von Fossilien
C-14- oder Radiokarbonmethode: Jedes organische Material enthält die Kohlenstoffisotope C-14. Das Lebewesen nimmt über den Stoffwechsel aus der Atmosphäre stetig neues C-14 auf, gleichzeitig zerfällt C-14 im Körper. So bildet sich ein C-14 Gleichgewicht im Körper eines jeden Lebewesens, das bei allen Funden einen annähernd gleichgroßen Betrag hat. Nach dem Tod eines Organismus und dem Ende dessen Stoffwechselprozesses, beginnt der im Körper gespeicherte C-14-Vorrat langsam zu zerfallen. Über die Halbwertszeit von C-14 und dem vorhandenen Rest an Isotopen im Fund kann das Alter bestimmt werden. Durch diese Methode lassen sich allerdings nur Funde datieren, die jünger als 60'000 Jahre alt sind. Ältere Funde werden mit der Uran-Blei-Methode bestimmt. Uran zerfällt zu Blei, durch das Blei/Uran Verhältnis in einem Fund und der Halbwertszeit von Uran kann das Alter des Fossils bestimmt werden.
Statigraphie: Bei der Statigraphie wird das Fossil anhand der Sedimentschicht datiert, in der es gefunden wurde. Je tiefer eine Sedimentschicht liegt, desto älter ist sie. Findet man eine bereits datierte Fossilart an verschiedenen Stellen der Erde, so kann man davon ausgehen, dass die Sedimentschichten um die Funde gleich alt sind. Anhand dieser Leitfossilien können auf diese Weise weitere Anhaltspunkte über das Alter gewonnen werden. Dabei ist vorausgesetzt, dass die relevanten Merkmale der Art nur kurze Zeit existierten, um eine präzise Datierung zu ermöglichen und die Fossilien geographisch sehr verbreitet sein müssen, damit weit entfernte Fundorte verglichen werden können.
Rekonstruktion von fossilen Funden
Aus Fossilzeichnungen/Fotos des Fundortes und bereits bekannten Exemplaren kann das Skelett oder der Organzusammenhang (bei Pflanzen) rekonstruiert werden. Danach interpretieren Wissenschaftler anhand des Skeletts Funktions-, Lebens- und Fortbewegungsweise des fossilen Lebewesens. Oft wird auch der Tod des Lebewesens ermittelt. Zudem erfolgt eine Analyse des Ökosystems und des Nahrungsnetzes über weitere Hinweise in der Sedimentschicht, um mehr über die Rolle des Fossils während seiner Lebenszeit zu erfahren und einen tieferen Einblick in das Leben des Fossils zu erhalten.
http://de.wikipedia.org/wiki/Kind_von_Taung#/media/File:Taung_child_-_Skin_and_Muscles.png
Computerrekonstruktion des Kindes von Taung
Wichtige hominide fossile Funde
1924 wurde in Afrika der seinerzeit früheste vormenschliche Fossilienfund entdeckt, der australopithecus africanus. Der Fund bekam den Namen "Kind von Taung" und lebte vor mehr als 2 Millionen Jahren. Das Lebewesen ging aufrecht, erkennbar am Hinterhauptsloch, welches sich an einer für aufrecht gehende Spezies markanten Position befindet. Sein Gehirnvolumen betrugt etwa 440 Kubikzentimeter. Australopithecus africanus gilt als Bindeglied in der Entwicklung vom Affen zum Menschen und zeigt, dass sich die Aufspaltung der Art Mensch von der Art der Affen vor etwa 6 Millionen Jahren ereignete. Es bestätigte Darwins These, dass die Wurzeln des Menschen in Afrika lägen und nicht, wie vorher angenommen, in Asien.
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Bis 1964 fand man nur Fossilien der Gattung homo in Asien und ging deshalb davon aus, dass sich diese dort entwickelt hatte. Dies änderte sich mit dem Fund des homo habilis ("Geschickter Mensch") in Ostafrika. Das 2,1 bis 1,5 Millionen Jahre alten Fossil aus Äthiopien produzierte und benutzte als erster Hominid Steinwerkzeuge. Der homo habilis wies eine doppelt so großes Gehirnvolumen als seine Vorfahren auf (etwa 600 - 900 Kubikzentimeter).
http://de.wikipedia.org/wiki/Homo_habilis#/media/File:Homo_habilis-KNM_ER_1813.jpg
Ein weiterer bekannter Fund aus dem Jahre 1984 ist der Turkanajunge in Kenia, dessen Alter auf 1,53 Millionen geschätzt wird. Er wurde den homo erectus zugeordnet. Die Vollständigkeit des Skeletts half dabei, die Unterschiede zwischen homo sapiens und homo errectus zu untersuchen. Sein Gehirnvolumen betrug etwa 910 Kubikzentimeter und war damit ausgeprägter als das des homo habilis.
http://de.wikipedia.org/wiki/Turkana_Boy#/media/File:Turkana_Boy.jpg
Werkzeuge der Hominiden
Die Werkzeugnutzung und -herstellung durch Menschen begann vor etwa 2,4 Millionen Jahren. Die ältesten menschlichen Steinwerkzeuge wurden in dieser Zeit vermutlich durch den homo rudolfensis hergestellt. Den frühen Werkzeugen aus Geröll wurde mit wenigen Schlägen eine scharfe Schnittkante geschlagen (Geröllwerkzeug). Das verbreitetste Werkzeug war der "Chopper": Ein einseitig abgeschlagener Stein mit einer scharfen Kante. Neben diesem existierte das "Chopping Tool", ein doppelseitig bearbeiteter Stein. Abgesehen von diesen selbst hergestellten Werkzeugen wurden auch unbearbeitete, runde Steine z.B. als Hammer verwendet. Scharfe Werkzeuge wurden verwendet, um Tiere zu zerlegen oder harte Pflanzenschalen aufzubrechen.
Vergleich: Chopper/Chopping Tool
http://de.wikipedia.org/wiki/Datei:Pierre_taill%C3%A9e_Melka_Kunture_%C3%89thiopie_fond.jpg
http://de.wikipedia.org/wiki/Oldowan#/media/File:Protobifaz-Guelmim-Es_Semara.jpg
