Foraminifera

Elphidium liodense Cushman aus dem Quartär des Dovey Estruary, Wales. BGS ©UKRI. Alle Rechte vorbehalten.

Foraminiferen sind amöbenartige, einzellige Protisten (sehr einfache Mikroorganismen). Sie werden als „gepanzerte Amöben“ bezeichnet, weil sie eine winzige Schale (oder Test) absondern, die normalerweise zwischen einem halben und einem Millimeter lang ist. Ihren Namen verdanken sie dem Foramen, einer Öffnung oder Röhre, die alle Kammern des Tests miteinander verbindet. Versteinerte Foraminiferen werden in Sedimenten gefunden, die so alt sind wie das früheste Kambrium (vor etwa 545 Millionen Jahren), und Foraminiferen sind auch heute noch zahlreich in Meeres- und Brackwasser zu finden.

  • Die Biologie
  • Umwelt
  • Das Werkzeug der Geologen
  • Mythen und Legenden
  • 3D-Fossilmodelle

Die Biologie

Querschnitte von Foraminiferenwänden (stark vergrößert), die die verschiedenen Strukturen zeigen). Agglutinierte Wand aus verkitteten Sandkörnern (oben links) (Textulariiden). Mikrogranulare Wand aus körnigen Kalzitkristallen (oben rechts) (Fusuliniden). Porzellanwand aus drei Schichten Kalzit (unten links) (Milioliden). Hyaline Wand aus Kalzit- oder Aragonitkristallen (unten rechts) (Rottaliden und Robertiniden). BGS ©UKRI. Alle Rechte vorbehalten.

Der Test von Allogromiiden besteht aus Tectin, einem weichen, flexiblen organischen Material. Andere Foraminiferenproben bestehen aus organischem Material, zusammen mit agglutinierten Partikeln aus Sand, Schlick oder gelegentlich Echinoidenstacheln, Radiolarien oder Kieselalgen, die mit Kalzit oder Kieselsäure zusammengehalten werden. Die Schalen vieler Foraminfera bestehen aus Aragonit oder Kalzit, wobei die Schale milchig weiß (porzellanartige Taxa), grau (mikrogranuläre Taxa) oder glasig (hyaline Taxa) sein kann.

Eine imaginäre planispirale Foraminifere mit einigen der verschiedenen Arten von Ornamenten und zerbrochen, um die innere Struktur zu zeigen. BGS ©UKRI. Alle Rechte vorbehalten.

Typen des Tests

Der Test, das ist der Teil, der als Fossil erhalten bleibt, kann viele verschiedene Formen annehmen.

Einfache Tests

Der einfachste ist eine Kugel oder eine Röhre mit einer Öffnung an einem Ende:

Bei einigen Arten von Foraminiferen sind die Kammern spiralförmig angefügt und können verschiedene Formen annehmen. Die einfachste Form ist eine Kugel oder eine Röhre mit einer Öffnung an einem Ende: Röhrenförmige Rhizammina (oben links). Die Kammern können wie eine Perlenkette in einer einzigen Reihe angeordnet sein (uniserial): Uniseriale Nodosaria (unten links). Zwei Reihen von Kammern (biserial): Biseriales Loxostomum (Mitte). Drei Reihen (triserial): Triseriale Bulimina (ganz rechts). BGS ©UKRI. Alle Rechte vorbehalten.

Spiraltests

Bei einigen Arten von Foraminiferen sind die Kammern spiralförmig angefügt und nehmen verschiedene Formen an. Planispiral, wie ein Katharinenrad: Planispirale Cornuspira (links). Trochospiral, wie eine kleine Schnecke: Trochospirale Asterigerinata (Mitte). Streptospirale, bei der jede Kammer ein halber Wirtel ist: Die Streptospirale Quinqueloculina (rechts). BGS ©UKRI. Alle Rechte vorbehalten.

Komplexe Tests

Bei einigen Arten von Foraminiferen sind die Kammern komplex. Kugelförmige Lagena (links). Kugelförmige, trochospirale Globigerina (rechts). BGS ©UKRI. Alle Rechte vorbehalten.

Testöffnungen

Heterostegina depressa (2,4 mm Durchmesser) und Amphistegina lessoni (1,3 mm) leben auf Unkraut in einem Felsbecken auf Hawaii. ©Prof. Dr. R Rottger.

Die letzte Kammer des Tests hat eine oder mehrere kleine Öffnungen (Aperturen). Durch die Öffnung tritt Protoplasma aus, um den Test des lebenden Organismus zu verschlingen. An der Außenseite des Tests werden lange Fäden gebildet, die zur Fortbewegung und zum Einfangen von Nahrungspartikeln dienen. Das Innere der Hülle ist der Ort, an dem die Nahrung verdaut wird und an dem sich der Zellkern befindet. Foraminiferen ernähren sich von Diatomen, Algen, Bakterien und Detritus.

Der Proloculus ist die erste Kammer der Probe. Er ist klein, wenn die Foraminifere durch sexuelle Fortpflanzung entstanden ist, aber groß, wenn die Fortpflanzung ungeschlechtlich war. Protoplasma ist das weiche, geleeartige Material, das die lebende Zelle der Foraminifere bildet.

Umgebung

Die wichtigsten Faktoren, die lebende Foraminiferen beeinflussen, sind Salzgehalt und Temperatur, aber auch andere Dinge wie das Substrat (Gras, Felsen, Schlick, Schlamm, Sand usw.), die Lichtmenge und die Menge des im Wasser gelösten Sauerstoffs sind wichtig.

Viele Foraminiferen, die in Flussmündungen und Küstengewässern leben, sind hyaline (z.B. Elphidium) oder agglutinierte Arten. In Schelfmeeren sind die porzellanen Arten (z. B. Quinqueloculina) zahlreicher. In der Tiefsee überwiegen die agglutinierten Formen, vermischt mit den abgestorbenen Resten planktonischer Arten (z.B. Globigerina), die nahe der Meeresoberfläche leben und sich beim Absterben auf den Meeresboden absenken.

Foraminiferen, die in der geologischen Vergangenheit lebten, wurden ebenfalls von der Umwelt gesteuert. So können Fossilien genutzt werden, um die Bedingungen zu bestimmen, unter denen sich die sie umgebenden Sedimente ablagerten. Sie können zum Beispiel genutzt werden, um glaziale und warme Episoden während des Quartärs zu erkennen; Veränderungen des Salzgehalts in der Kreidezeit; Schwankungen des Sauerstoffgehalts des Wassers im Jura; Schwankungen des Meeresspiegels während des Karbon und so weiter.

Heute leben agglutinierte Foraminiferen auf dem abyssalen Meeresboden (4000 Meter Tiefe). Bathysiphon (unten), Astorhiza (links) und Rhabdammina (rechts). BGS ©UKRI. Alle Rechte vorbehalten.

Quaternäre Miliolide, Quinqueloculina (links) und Rottalide Elphidium (rechts) lebten auf Unkraut in arktischen flachen Meeresgewässern. BGS ©UKRI. Alle Rechte vorbehalten.

Uvigerina (links), Gryoidinoides (Mitte) und Cibicidoides (rechts) lebten im bathyalen Wasser des Paläogens. BGS ©UKRI. Alle Rechte vorbehalten.

Planktonische Foraminiferen lebten während der späten Kreidezeit in der photischen Zone (weniger als 200 Meter tief), nahe der Meeresoberfläche. Globotruncana (links), Globigerinelloides (unten) und Heterohelix (rechts). BGS ©UKRI. Alle Rechte vorbehalten.

Frühjura, hyaline Marginulina (links) und Frondicularia (rechts) lebten in flachen Meeresgewässern des Kontinentalschelfs. BGS ©UKRI. Alle Rechte vorbehalten.

Im späten Karbon lebten agglutinierte Ammodiscus (oben) und Ammovertella (unten) in brackigem Mündungswasser. BGS ©UKRI. Alle Rechte vorbehalten.

Foraminiferen aus verschiedenen geologischen Perioden unter dem Mikroskop gesehen. Alle sind zwischen 0,5 und 1 Millimeter lang, mit Ausnahme der abyssalen Arten, die bis zu mehreren Zentimetern groß werden.

Das Werkzeug der Geologen

Peneroplis pertusus, reproduziert sich durch Teilung und bildet viele kleine Jungtiere. Diese wachsen heran, um die nächste Generation zu erzeugen. Obwohl sie ungeschlechtlich entstanden sind, vermehren sie sich ihrerseits sexuell; sexuelle und ungeschlechtliche Vermehrung wechseln sich ab. Die Jungtiere sind etwa 0,1 mm groß. ©Prof. Dr. R. Rottger.

Die stratigraphische Reichweite einiger Foraminiferenarten ist sehr kurz, und sie können verwendet werden, um das relative Alter der Gesteine zu bestimmen, in denen sie gefunden werden. Die Gesteine können Foraminiferenzonen zugeordnet werden, die Zeiträumen entsprechen. Die Länge der Zonen kann zwischen einigen tausend und mehreren Millionen Jahren variieren. Sie ermöglichen die Korrelation von geografisch getrennten Gesteinen. Dies ist sehr wichtig bei der Erstellung geologischer Karten, bei der Suche nach Öl oder Gas und beim Bau großer Bauvorhaben.

Heterostegina depressa während der Kammerbildung. Man beachte das Protoplasma, das zu langen Fäden ausgepresst wird. ©Prof. Dr. R. Rottger.

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Mythen und Legenden

Foraminiferen wurden erstmals vor etwa 2000 Jahren entdeckt! Die Pyramiden in Gizeh, Ägypten, sind zum Teil aus einem paläogenen Kalkstein gebaut, der große Mengen von Nummulites gizehensis enthält, einer großen Foraminifere, die mehrere Zentimeter groß wurde.

Strabo (64 v. Chr. bis 25 n. Chr.), der aus Kleinasien stammte, aber die meiste Zeit seines Lebens in Griechenland lebte, schrieb über diese Fossilien, obwohl er nicht wusste, was sie waren. Hestates (Strabo 17.1.34):

„Vor den Pyramiden liegen Haufen von Steinsplittern, und unter ihnen finden sich Splitter, die in Form und Größe wie Linsen sind; und unter einigen der Haufen liegen gleichsam Winzlinge von halb geschälten Körnern. Man sagt, dass das, was von der Nahrung der Arbeiter übrig geblieben ist, versteinert ist, und das ist nicht unwahrscheinlich.“

Nummulites gizehensis, Strabros ‚Linse‘: dieses vergrößerte Exemplar hat einen Durchmesser von 2,8 Zentimetern, ist aber nur 2 Millimeter dick. BGS ©UKRI. Alle Rechte vorbehalten

3D-Fossilmodelle

Spirillina groomii Chapman. (OUM H.00002/p(10) – Syntype). Rätisches Zeitalter (Trias) (201,3 – 209,5 Ma B.P.) Siehe 3D Fossilien online. GB3D Typ Fossilien. BGS ©UKRI. Alle Rechte vorbehalten

Viele der Fossilien in den paläontologischen Sammlungen des BGS können als 3D-Modelle betrachtet und heruntergeladen werden. Um dieses Fossil oder andere ähnliche Fossilien in 3D zu betrachten, besuchen Sie GB3D Type Fossils.

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