Paläobiologie: Szenen aus dem Bernsteinwald
Wie ein gläserner Sarg umschließt Baltischer Bernstein zahlreiche Tiere und Pflanzenteile, die sich im Harz vorzeitlicher Bäume verfangen haben. Forscher rekonstruieren daraus Lebensbilder des Ostseeraums vor über 40 Millionen Jahren
Nicht erst seit dem Welterfolg von Steven Spielbergs "Jurassic Park", stößt Bernstein auf großes Interesse. In dieser Leinwandutopie ermöglichte eine in fossilem Harz eingeschlossene Blut saugende Mücke indirekt die neuzeitliche Rückkehr der Dinosaurier. Besonders Schmuckliebhaber kennen den stillen Reiz, der von Bernstein ausgeht, aus eigener Anschauung – vor allem dann, wenn darin winzige Schnappschüsse einer längst untergegangenen Welt eingefangen sind.
Funde aus der Jungsteinzeit belegen, dass der ungewöhnlich leichte, bräunlich schimmernde "Stein" die Menschen bereits vor mehr als 5000 Jahren nachhaltig fas-zinierte. Durchbohrte Kugeln und Scheiben, einstmals zu Ketten aneinander gereiht sowie geschnitzte Figuren und Amulette zeugen davon.
In der Antike blühte ein weit verzweigter Handel mit dem "Gold des Nordens". Von den Fundorten im Baltikum gelangte die wertvolle Ware bis in die Zentren der damaligen Welt: in die Städte der Etrusker, Griechen und Römer. Aus den gelegentlich eingeschlossenen Kleintieren folgerte bereits der römische Geschichtsschreiber Tacitus (56–118 nach Christus) in seiner Schrift "De origine et situ Germanorum", dass succinum – wörtlich: der Saftstein – wahrscheinlich ein erhärtetes Baumharz sei.
Die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit dem Baltischen Bernstein und seinen Einschlüssen setzte im neunzehnten Jahrhundert ein. Das macht ihn zum mittlerweile bestuntersuchten fossilen Harz. Moderner Bernstein-Forschung geht es nicht mehr nur um die taxonomische Beschreibung einzelner eingebetteter Fossilien, sondern um die Totengemeinschaft als Ganzes. Der "ewige" Zusammenschluss von Pflanzen und Tieren, die einmal zur selben Zeit am selben Ort im Harz eingebettet wurden, liefert wichtige Informationen: über die biologischen und ökologischen Bedingungen des Bernsteinwaldes, über die Landschaft und das herrschende Klima. Das Entschlüsseln verlangt eine koordinierte Zusammenarbeit von Zoologen, Botanikern, Paläontologen und Geologen.
So lebensnah die eingeschlossenen Insekten und andere Gliederfüßer auch wirken, erhalten blieb lediglich ihre widerstandsfähige, schwer zersetzbare Chitinhülle. Innen sind die Körper meist hohl. Das Äußere hat es aber in sich: Feinste Strukturen bis hin zur Auflösungsgrenze des Lichtmikroskops lassen sich noch untersuchen, einzigartig in der Paläontologie. Ein weiterer wesentlicher Unterschied zu anderen Fossilien ist die Tatsache, dass die Organismen in der Regel lebend in die Harzfalle gerieten. So meint man nicht selten, eine Momentaufnahme des Lebens vor sich zu haben, auch wenn es sich dabei nur um die Fixierung der letzten Lebenssekunden handelt.
Heute schätzen wir und andere Paläontologen das Alter der fossilen Pflanzen und Tiere im Baltischen Bernstein auf rund 40 bis 50 Millionen Jahre. Das eigentliche "Bernstein-Zeitalter" liegt somit in der frühen Erdneuzeit. Einer genauen Datierung über radioaktive Isotope entzieht sich das Material jedoch, da allein sein Kohlenstoff dafür in Frage käme – dieser Chronometer misst jedoch nur bis zu 60000 Jahren in die Vergangenheit zurück. Als einzige Möglichkeit bleibt die geologische Datierung: Finden sich in den umgebenden Gesteinsschichten so genannte Leitfossilien, lässt sich eine grobe zeitliche Einordnung vornehmen – zumindest der heutigen Lagerstätte, wenn schon nicht des ursprünglichen Entstehungsortes.
Wie die Mehrzahl aller Bernsteinsorten kommt auch die Baltische Variante heute nicht mehr dort vor, wo sie einst als Harz entstand und primär in den Waldboden gelangte. Bereits während oder kurz nach der Entstehung im Bernsteinwald begann eine erste Umlagerung des Materials. Große Flüsse schwemmten die Harzmassen aus dem Waldboden heraus und transportierten sie in ein Ablagerungsmilieu, in dem sie – wichtig für den Erhalt – vor Verwitterungsprozessen geschützt waren. Die weitaus größte Umlagerung fand aber offensichtlich erst während des Eiszeitalters statt, das vor etwa zwei Millionen Jahren begann. Dies verrät schon ein Blick auf das heutige Verbreitungsgebiet des Baltischen Bernsteins: im Osten bis weit nach Russland, im Westen bis nach Holland und an die englische Küste und im Süden bis an unsere Mittelgebirge. Diese Grenzen stimmen fast völlig mit denen der eiszeitlichen Ablagerungen überein.
Unverkennbares Merkmal:die Baltische Schulter
Klar erkennbar ist die heutige Verbreitung, weil Baltischer Bernstein nicht mit anderen fossilen Harzen zu verwechseln ist. Lange galt das Vorhandensein von Bernsteinsäure als sein verlässliches Identifikationsmerkmal, bis diese Substanz auch im Rumänischen Bernstein und weiteren fossilen Harzen entdeckt wurde. In spektroskopischen Untersuchungen mit Infrarotlicht zeigt der Baltische Bernstein jedoch eine ganz charakteristische Signatur: Diese so genannte Baltische Schulter tritt bei keinem anderen auf.
Spekulieren müssen wir noch immer über den genauen Entstehungsort, den Vorgang der Bernsteinbildung und darüber, aus welcher Vegetation der Bernsteinwald sich überhaupt zusammensetzte. Vieles deutet auf einen Nadelwald hin, der ein riesiges Areal zwischen Schonen und dem Ostbaltikum bedeckt haben könnte. Seine Nordgrenze war sicherlich klimatisch bedingt, seine Südgrenze bildeten vermutlich die mitteldeutschen Braunkohlewälder (siehe Kasten Seite 55).
Für die botanische Zuordnung ist die Chemie des Bernsteins leider weniger hilfreich als früher angenommen. Denn Harze verändern unter dem Einfluss von Druck und Temperatur ihre chemische Zusammensetzung und damit auch ihre Eigenschaften. So können Harzabsonderungen identischer "Ursprungspflanzen", wenn sie unterschiedlichen geologischen Beanspruchungen unterliegen, zu Bernsteinen mit deutlich voneinander abweichendem Chemismus werden. Umgekehrt können Harze unterschiedlicher botanischer Herkunft unter ähnlichen Bedingungen eine analoge chemische Zusammensetzung aufweisen.
Mitten aus dem Leben gerissen
Prinzipiell besitzt jedes intakte Bernsteinstück eine Form, die seine Entstehung am oder im Baum widerspiegelt. Reichert sich Harz zwischen Kernholz und Rinde oder in Rissen an, so enthält es in der Regel keine Einschlüsse. Derartige Stücke machen den Löwenanteil des Baltischen Bernsteins aus. Am ergiebigsten sind dagegen so genannte Schlauben. Sie entstehen, wenn Harz aus einer einzigen Quelle in mehreren, zeitlich unterbrochenen Schüben an der Baumrinde hinabfließt. Dabei bilden sich dünne aufeinander liegende Schichten. Jede einzelne muss buchstäblich wie ein Fliegenfänger gewirkt haben: An den Schichtgrenzen wimmelt es nicht selten von Einschlüssen.
Die mit Abstand häufigsten Opfer sind Tiere, die an den Harzproduzenten selbst oder in deren unmittelbarer Nähe gelebt haben. So wurde der Bernstein zum gläsernen Sarg für Vertreter der unterschiedlichen ökologischen Nischen des Bernsteinbaums, von der Wurzelzone bis hinauf zur Baumkrone. Diese Gemeinschaften sind in großer Formenvielfalt überliefert. Selbst Verhaltensweisen einzelner Arten lassen sich teilweise noch rekonstruieren.
Trotz der Fülle und Vielfalt der überlieferten Flora und Fauna darf man aber die Einschlüsse nicht als ein lückenloses Dokument der unterschiedlichen Biotope der Baltischen Bernsteinwälder deuten. Sie präsentieren vielmehr einen relativ eng begrenzten Ausschnitt aus der jeweiligen "Lebewelt": nämlich nur die Tiere und Pflanzenteile, die überhaupt mit dem klebrigen Harz in Berührung kommen und darin eingebettet werden konnten. Das hat zur Folge, dass bestimmte Lebensgemeinschaften der einstigen Bernsteinwälder überproportional vertreten sind, beispielsweise Tiere, die am Harz produzierenden Baum lebten. Dagegen fehlen fast völlig andere Organismen, die man aus dem Vergleich mit heutigen Wäldern erwarten würde, zum Beispiel größere Tiere. Die überlieferten Zeugnisse spiegeln deshalb eher das unterschiedliche Fossilisationspotenzial der verschiedenen Organismengruppen wider als deren tatsächliches Zahlenverhältnis.
Vergängliche Schönheit
Bernstein ist übrigens keine stabile Substanz. Luftsauerstoff und Licht führen letztlich zum Zerfall. Das Schlimmste, was einem Bernstein widerfahren kann, ist seine Präsentation in einem nicht luftdicht verschlossenen Schaukasten in der trockenen Luft eines Museums. Noch immer wissen wir aber wenig über die physiko-chemischen Prozesse, die dem Zerfall zu Grunde liegen. Fest zu stehen scheint, dass leicht flüchtige Bestandteile des Bernsteins entweichen und dass Licht und Wärme das Austrocknen und die Bildung von Rissen noch fördern. Nach derzeitigem Kenntnisstand konserviert ein Schutzmantel aus Kunstharz die Stücke bisher am besten.
Seit "Jurassic Park" werden Bernstein-Forscher immer wieder mit der Frage konfrontiert, ob das Erbgut längst ausgestorbener Tierarten nicht doch unter Rückgriff auf entsprechende Bernsteinfunde zu rekonstruieren wäre. Das ist höchst unwahrscheinlich, denn neuere Untersuchungen zeigen, dass Erbsubstanz selbst im Schutz von Bernstein
keine Jahrmillionen überdauern kann. Frühere Befunde haben sich leider als Verunreinigung erwiesen. Was bei ägyptischen Mumien noch möglich ist, scheitert bei diesen Zeugen einer versunkenen Vorwelt. Vorrangiges Forschungsinter-esse ist folglich nicht irgendeine "Wiederbelebung" ausgestorbener Arten, sondern das Sammeln von paläobiologischen Erkenntnissen über die Fauna und Flora des untergegangenen Bernsteinwaldes.
Literaturhinweise
Atlas der Pflanzen und Tiere im Baltischen Bernstein. Von W. Weitschat und W. Wichard. Fr. Pfeil-Verlag, München 1998.
Wasserinsekten im Bernstein – Eine paläobiologische Studie. Von W. Wichard und W. Weitschat in: Entomologische Mitteilungen, Löbbecke-Museum+Aquazoo, Beiheft 4, Düsseldorf (1996).
Farne aus längst vergangener Zeit
Farne gehören zu den seltenen Pflanzen im Baltischen Bernstein. Einst die beherrschenden Landpflanzen im Erdaltertum hatten sie längst ihre Vorrangstellung an Nadel- und Laubbäume verloren. Zu Zeiten des Bernsteinwaldes, vor mehr als 40 Millionen Jahren, war ihr Bestand annähernd auf den Anteil geschrumpft, den wir von heutigen Wäldern kennen. Die wenigen gut erhaltenen Farnwedel aus dem Baltischen Bernstein stammen von Tüpfelfarnen der Gattung Pecopteris.
Fragen & Antworten
Wie alt ist der Baltische Bernstein?
Genaue Angaben sind nicht möglich. Wissenschaftler konnten aber das Alter dieses fossilen Harzes auf etwa 40 bis 50 Millionen Jahre einengen.
Welches Klima herrschte damals?
Die Pole trugen keine Eiskappen, sodass selbst im heutigen Ostseeraum in tieferen Lagen überwiegend subtropische Verhältnisse herrschten. Daher enthält Bernstein auch eine große Zahl Wärme liebender Tiere.
Wo genau wuchsen die Bäume des "Bernsteinwaldes"?
Land und Meer waren damals anders verteilt, sodass der Wald sich wahrscheinlich von Schonen am Südzipfel der Skandinavischen Halbinsel bis ins östliche Baltikum erstreckt. Während der Eiszeiten wurde der Baltische Bernstein dann über ein wesentlich größeres Gebiet verfrachtet.
Woher kommt der Baltische Bernstein heute?
Seine größte Lagerstätte, zugleich die größte von Bernstein überhaupt, befindet sich auf der Halbinsel Samland im ehemaligen Ostpreußen. Ein Kubikmeter der so genannten Blauen Erde liefert rund 2,5 Kilogramm Bernstein. Die Jahresförderung des offenen Tagebaus beträgt bis zu 300 Tonnen.
Aus: Spektrum der Wissenschaft 8 / 2000, Seite 54
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH
Schreiben Sie uns!
Beitrag schreiben