Wann lebten die ersten Fische auf der Erde und wie finden Wissenschaftler den Zeitpunkt heraus? | Nachrichten

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Rekonstruktion von Haikouichthys ercaicunensis basierend auf fossilen Beweisen. Talifero/Wikimedia Commons, CC BY-SA


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Wie finden Sie heraus, wie lange es her ist, dass Fische erschaffen wurden? Hunderte von Millionen Jahren ist eine lange Zeit her. – Josh, 11 Jahre, Ephrata, Pennsylvania


das ältesten Fossilien von Tieren, die einem Fisch ähneln stammen aus der Zeit vor 518 Millionen bis 530 Millionen Jahren. In China entdeckt und angerufen HaikouichthysDiese Tiere waren etwa 2,5 cm lang und hatten eine Kopf mit sieben bis acht Schlitzen an der Basis, die wie Kiemen aussahen. Sie hatten auch eine ausgeprägte Wirbelsäule, umgeben von Muskeln.

Aber es gibt Wege Haikouichthys glich keinem modernen Fisch. Zum Beispiel, Sie hatten keinen Kiefer. Stattdessen war ihr Mund eine kegelartige Öffnung, ähnlich denjenigen, die in zu sehen sind moderne Schleimaale und Neunaugen. Sie auch scheinen keine Seitenflossen gehabt zu haben.

wenngleich Wissenschaftler wie ich Wir waren vor so langer Zeit nicht in der Nähe, um selbst zu sehen, was auf der Erde passiert ist, wir verwenden geologische Hinweise, um herauszufinden, welche Tiere wann gelebt haben. So sortieren wir sehr alte Zeitlinien aus und setzen sogar Daten auf Fossilien wie Haikouichthys.

Messung in Millionenhöhe

Um herauszufinden, wie lange es her ist, dass Fische zum ersten Mal auf der Erde aufgetaucht sind, brauchen Sie eine Möglichkeit, wirklich, wirklich lange Zeitintervalle zu messen. Uhren messen kurze Intervalle wie Sekunden, Minuten und Stunden. Kalender messen längere Intervalle wie Tage, Monate und Jahre. Womit kann man Millionen von Jahren messen?

Radiometrische Datierung ist die Methode, mit der Wissenschaftler den Zeitablauf in Millionen von Jahren berechnen. Um das Alter von Gesteinen und Fossilien zu bestimmen, messen Wissenschaftler die Art der Atome, aus denen sie bestehen.

Sie wissen vielleicht, dass Atome die Bausteine ​​von sind Moleküle, aus denen alles um dich herum besteht — Gras, Zement, sogar Luft. Während die meisten Atome sehr stabil sind, einige, radioaktive Atome genannt, sind instabil. Über lange Zeiträume zerfallen sie spontan in stabilere Atome.

Uran ist eines dieser radioaktiven Atome. Es zerfällt sehr langsam zu Blei. Es können sowohl Uran- als auch Bleiatome gefunden werden natürlich in Steinen und Mineralien in sehr, sehr geringen Mengen.

Kernphysiker haben ausgerechnet, dass es dauern würde 700 Millionen Jahre für ein Pfund Uran in ein halbes Pfund Blei zerfallen. Diese Zerfallsrate tritt mit einer so vorhersehbaren Rate auf, dass Wissenschaftler sie verwenden können, um ziemlich genau zu berechnen, wie alt Gestein und Fossilien sind.

Schwarz-Weiß-Foto eines Mannes in altmodischem Kleid, der vor einer kunstvollen Vorrichtung sitzt.Ernest Rutherford an der McGill University, 1905. Unbekannt, veröffentlicht 1939 in „Rutherford: Being the Life and Letters of the Rt. Hon. Lord Rutherford’/Wikimedia Commons, CC DURCH

Die Idee zur radiometrischen Datierung kam zuerst ein neuseeländischer Wissenschaftler namens Ernest Rutherford im Jahr 1904. Seine Idee war es, die Anzahl der Uranatome und Bleiatome in einem Gestein zu messen und zu vergleichen. Er sagte voraus, dass ein älterer Stein mehr Blei und weniger Uran enthalten würde als ein jüngerer Stein.

Eine Grafik, die zeigt, wie der Anteil instabiler Atome in einer Substanz mit der Zeit abnimmt, während der Anteil stabiler Atome zunimmt.Instabile Atome verwandeln sich im Laufe der Zeit in einem stetigen und vorhersehbaren Tempo in stabile Atome. NOAA

das Der amerikanische Wissenschaftler Bertram Boltwood Stellen Sie Rutherfords Idee auf die Probe, Messung der Menge an Uran und Blei in verschiedenen Gesteinen aus aller Welt gesammelt.

Sobald ein Gestein geformt ist, werden ihm keine neuen Elemente hinzugefügt. Wissenschaftler können also berechnen, mit wie viel Uran das Gestein ursprünglich war, indem sie das verbleibende Blei zu der Menge an Blei addieren, die dank des radioaktiven Zerfallsprozesses jetzt vorhanden ist. Da sie genau wissen, wie lange es dauert, bis Uran in Blei zerfällt, können sie das Alter des Gesteins bestimmen. Boltwood bewies, dass Rutherfords Idee funktionierte, und begründete 1907 das Gebiet der radiometrischen Datierung.

Die Entstehung des Haikouichthys Fossil

Fossilien sind Gesteine. So können Wissenschaftler die radiometrische Datierung verwenden, um abzuschätzen, wie lange es her ist, dass die Organismen, die den fossilen Abdruck hinterlassen haben, auf der Erde gelebt haben.

Tiere hinterlassen nur unter besonderen Umständen fossile Abdrücke. Damit die Haikouichthys Um Fossilien zu hinterlassen, müssten ihre toten Körper auf den Grund des Wassers sinken und mit Sedimenten bedeckt werden, bevor Mikroorganismen sie zersetzen könnten. Dann hätten Mineralien in den Sedimenten hineingesehnt Haikouichthys damit ihre Überreste versteinern.

Eine Nahaufnahme eines Haikouichthys-Fossils mit der Aufschrift „Auge“ und „V-förmiges Myomer“.Ein fast vollständiges Exemplar von Haikouichthys mit dem Auge und zickzackförmigen Muskelfasern, die Myomere genannt werden, sichtbar. Dies ist einer von vielen Haikouichthys Fossilien in China entdeckt. Dr. und Prof. Degan Shu, Shannxi Key Laboratory of Early Life and Envionion Department of Geology, Northwest University

Radiometrische Datierung von Haikouichthys Fossilien legen nahe, dass diese Tiere waren vor 518 Millionen bis 530 Millionen Jahren in den Gewässern der Erde geschwommen – und möglicherweise länger.

Das Alter der Erde als 24-Stunden-Tag

Wissenschaftler, die radiometrische Datierung verwenden, schätzen, dass die Erde selbst 4,5 Milliarden Jahre alt ist. Lange Zeit gab es auf der Erde überhaupt kein Leben. Dann tauchten Mikroorganismen wie Bakterien auf. Pflanzen und Tiere begannen erst vor relativ kurzer Zeit auf der Erde zu leben.

Wenn Sie sich das bisherige Alter der Erde als 24-Stunden-Tag vorstellen, stellt sich heraus Haikouichthys lebte 2 Stunden und 45 Minuten vor dem Ende des Tages. Menschenähnliche Tiere erschien noch vor kurzem auf der Erde – etwa Vor 5 bis 7 Millionen Jahren – nur wenige Minuten vor Ende des hypothetischen Tages.

Ob die Haikouichthys war der erste Fisch oder nicht, bleibt umstritten. Es gibt nur sehr wenige andere fischähnliche Fossilien aus der gleichen Zeit. Aber Paläontologen graben weiter. Wer weiß, vielleicht entdecken sie in ein paar Jahren ein noch älteres fischähnliches Tier, das entthront Haikouichthys als das älteste fischähnliche Wesen.


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Isaac Skromne erhält finanzielle Unterstützung von der National Science Foundation und dem National Institute of Health.

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