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In den vergangenen 140 Mio. Jahren gab es zwei ausgeprägte Warmzeiten auf der Erde: Die mittlere Kreidezeit vor etwa 115 bis 80 Millionen Jahren war eine intensive Treibhauswelt mit einem um ein Vielfaches höheren Kohlendioxid-Gehalt als heute. In diesem Zeitalter der Dinosaurier betrug die durchschnittliche Oberflächentemperatur der tropischen Meere rund 35 Grad Celsius, der Meeresspiegel lag bis zu 170 Meter höher als heute und im Küstenbereich der Westantarktis wuchs ein gemäßigter sumpfiger Regenwald. Im frühen Känozoikum vor rund 56 Millionen Jahren stiegen dann die Temperaturen neuerlich, und zwar in einem relativ kurzen Zeitraum um fünf bis acht Grad Celsius ("Frühes Eozän-Temperaturmaximum").
"Diese Warmphasen gingen gleichzeitig mit einer weitaus höheren Rate an Artenentwicklung und Artensterben einher", vor allem einer explosionsartigen Zunahme der Pflanzenvielfalt, erklärte Chris Mays, Kurator der paläobotanischen Sammlung des Naturhistorischen Museums Wien (NHM) gegenüber der APA. Er hat gemeinsam mit Kale Sniderman von der University of Melbourne und Greg Jordan von der Universität Tasmanien (beide Australien) anhand der Analyse von über 60.000 Funden fossiler Pollen und Sporen gezeigt, dass diese beiden Zeiträume extremer globaler Erwärmung für die Pflanzenevolution von zentraler Bedeutung waren.
Unter den Landpflanzen sind heute die bedecktsamigen Blütenpflanzen mit weltweit rund 400.000 Arten die produktivste und artenreichste Gruppe. Sie dominieren die meisten Ökosysteme an Land, sind die wichtigsten Akteure an Land, wenn es darum geht, Kohlendioxid aus der Luft zu binden, und bilden mit der Energie, die sie aus Sonnenlicht gewinnen, die Grundlage für die Existenz fast aller Landtiere, Pilze und Bakterien.
Der Siegeszug der Blütenpflanzen begann in der Mitte der Kreidezeit, während der Blütezeit der Dinosaurier vor rund 100 Mio. Jahren. Zu dieser Zeit begannen sie ältere Pflanzengruppen zu verdrängen. Diese nacktsamigen Pflanzen (Gymnospermae) wie Nadelbäume, Ginkgos und Palmfarne hatten zuvor 200 Mio. Jahre lang das Land beherrscht. Dass das Klima eine wichtige Rolle bei diesem Wandel gespielt hat, war anzunehmen - aber ein klarer Zusammenhang zwischen Klima und Pflanzenvielfalt war aufgrund von Verzerrungen im Fossilienbestand schwer nachzuweisen.
Der Grund dafür ist, dass die Anzahl der verfügbaren Fossilien im Laufe der geologischen Zeiten und zwischen den Regionen variiert. "Aus diesem Grund kann eine einfache Zählung der versteinerten Arten ein irreführendes Bild der Vielfalt im Laufe der Evolutionsgeschichte vermitteln", erklärte Sniderman in einer Aussendung.
In der aktuellen Arbeit wandte das Forschungsteam spezielle Methoden an, um die gravierenden Verzerrungen im Fossilienbestand zu überwinden. Auf dieser Basis schätzten sie die Vielfalt von fossilen Pollen und Sporen für die vergangenen 130 Millionen Jahre ab.
So konnte das Forschungsteam zeigen, dass sowohl das Aussterben als auch das Entstehen neuer, aber evolutionär verwandter Landpflanzen größtenteils während zweier Zeiträume mit weltweit extrem warmem Klima stattfanden. Diese Perioden seien "nicht nur wärmer gewesen, sondern haben auch stärkere Niederschläge gehabt, was den Wandel in allen Pflanzengruppen gefördert hat", so Mays. Im Gegensatz dazu waren kühlere Klimaphasen von geringen Veränderungen geprägt. Andere mögliche Ursachen, etwa Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Pflanzengruppen oder geografische Isolation wie die Abtrennung Australiens vom Superkontinent Gondwana, konnten die beobachteten Änderungen der Pflanzenvielfalt nicht in gleichem Maße erklären wie das Klima.
Die Phasen des Umbruchs waren aber nicht nur für die Pflanzenevolution von Bedeutung, sondern auch für jene der Insekten: "Die erhöhten Evolutionsraten bei Pflanzen und Insekten standen wahrscheinlich in einem kausalen Zusammenhang", erklärte Mays gegenüber der APA. Als sich die Blütenpflanzen zur weltweit dominierenden Pflanzengruppe entwickelten, hätten sich dadurch zahlreiche Nischen für bestäubende Insekten und umgekehrt eröffnet.
Diese beiden Perioden des Umbruchs, in denen es zunächst zu einem massiven Rückgang der Artenvielfalt und anschließend zu einer deutlichen Zunahme der Biodiversität kam, dauerten jeweils einige Millionen Jahre. Optimismus angesichts des aktuellen, vom Mensch verursachten Klimawandels ist allerdings nicht angebracht. "Diese Erwärmung schreitet viel schneller voran als jene in der mittleren Kreidezeit und des frühen Känozoikums", erklärte Mays.
Der aktuelle Klimawandel dürfte daher zu einem viel schnelleren Aussterben von Pflanzen führen, als dies bei den extremen Erwärmungsereignissen in der Vergangenheit der Fall war. "Zwar werden ausgestorbene Arten irgendwann durch neue Arten ersetzt werden. Doch es werden sich wohl nur wenige damit zufrieden geben, mehrere Millionen Jahre auf diese Entwicklung warten zu müssen - zumal es heute schon möglich ist, den Artenverlust zu verhindern, indem der CO2-Ausstoß durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe gestoppt wird", so Mays.
(SERVICE - Link zur Studie: https://doi.org/10.1038/s41477-026-02429-y )
WIEN - ÖSTERREICH: FOTO: APA/APA/NHM/Benjamin Seidl