Hai-Apokalypse im Miozän: Als die Haie fast ausstarben

Haie zählen zu den größten Überlebenskünstler der Natur. Seit mehr als 400 Millionen Jahren durchstreifen die Meeresräuber die salzigen Gewässer der Erde, von flachen Riffen bis ins Herz des offenen Ozeans. Sie sind älter als der älteste Fossilwald. Sie haben mindestens vier Massenaussterben überlebt.

Doch vor 19 Millionen Jahren versetzte irgendetwas den Haien im offenen Ozean einen gewaltigen Schlag, von dem sie sich bis heute nicht erholt haben.

In der Fachzeitschrift „Science“ wurden erstmals Aufzeichnungen über dieses Aussterben veröffentlicht. Die Belege finden sich in Meeresbodenproben vom Pazifischen Ozean – in Form von Placoidschuppen, den schuppenartigen Hautzähnchen der Haie. Anhand der Formen und der Häufigkeit der Schuppen in den Proben schätzen die Forscher, dass die Haibestände in den offenen Meeren des Planeten plötzlich und unerklärlich um mehr als 90 Prozent zurückgingen. Zum Vergleich: Während des Massenaussterbens, das vor 66 Millionen Jahren die nicht flugfähigen Dinosaurier auslöschte, brach der Haibestand nur um 30 Prozent ein.

„Die Haie schreien förmlich: Hier ist etwas Großes passiert!“, sagt die Hauptautorin der Studie, Elizabeth Sibert, eine Paläobiologin und Ozeanografin an der Yale University. „Haie haben eine 400 Millionen Jahre alte Evolutionsgeschichte. Sie sind schon lange da, sie haben schon viel erlebt. Und dann gibt es etwas, das 90 Prozent von ihnen einfach auslöschen kann?“

Niemand weiß, was das große Sterben ausgelöst hat. Doch was es auch war, es muss im Laufe von etwa 100.000 Jahren passiert sein. Geologisch betrachtet ist das nur ein Wimpernschlag. Bizarr ist, dass das Aussterben mit keiner bekannten größeren Veränderung des Erdklimas oder einer größeren evolutionären Veränderung bei anderen Raubtieren im offenen Meer zusammenfällt.

Allerdings könnte der Rückgang der Haie auch anderen Meerestieren eine Chance gegeben haben, sich ihren eigenen Raum zu erobern. Mehrere Millionen Jahre nach dem großen Sterben diversifizierten sich Gruppen wie Thunfische, Seevögel, Wale und andere Haie. So entstand bereits in groben Zügen jenes Ökosystem der offenen Ozeane, das wir heute kennen.

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Die Forscher warnen davor, dass die Ergebnisse ein schlechtes Omen für die heutigen Haipopulationen sein könnten. Seit 1970 ist die Gesamtzahl der Haie und Rochen im Meer um 71 Prozent zurückgegangen, heißt es in einer anderen Studie, die in „Nature“ veröffentlicht wurde. Der Rückgang ist auf die starke Überfischung zurückzuführen. Wenn die Haie im offenen Meer vor 19 Millionen Jahren einen so herben Rückschlag erlitten und sich bis heute nicht davon erholt haben – wie werden dann die Ozeane der Zukunft aufgrund menschlicher Eingriffe aussehen?

„In gewisser Weise zeigt das deutlich, wie anfällig diese Spitzenräuber – diese charismatischen Tiere – für jede Art von plötzlicher Umweltveränderung sind“, sagt der nicht an der Studie beteiligte Hai-Paläobiologe Mohamad Bazzi, Doktorand an der Universität Uppsala in Schweden. „Dieser Umstand hat aktuell eine enorme Tragweite.“

Ein Archiv der Haigeschichte

Sibert stieß erstmals vor einigen Jahren auf Hinweise auf dieses mysteriöse Aussterben. Damals versuchte sie, die generellen Muster in der Lebensweise der Meeresfische in den letzten 85 Millionen Jahren der Erdgeschichte zu verstehen.

Um diese groß angelegten Trends aufzudecken, suchte Sibert eine der wichtigsten Bibliotheken der Erde auf: Sedimentkerne aus der Tiefsee, die Wissenschaftler seit 1968 zu Tage fördern. Im Grunde ist der Meeresboden ein planetenumspannendes Geschichtsbuch. Chemische und fossile Hinweise in jeder Sedimentschicht halten fest, wie sich die Erde im Laufe der Zeit verändert und wie das Leben darauf reagiert hat. Diese Aufzeichnungen waren zum Beispiel entscheidend für die Rekonstruktion weit zurückliegender Veränderungen des Erdklimas.

Siberts Fokus lag auf einer eher obskuren Komponente der Bohrkerne: „Ichthyolithen“, also winzige Fossilien von Fischen, zu denen Fischzähne und Haischuppen gehören. Im Laufe ihres Lebens verlieren die Tiere diese fortwährend und bilden neue aus. Sibert betrachtete die Arten und Gesamtmengen dieser Fossilien in den vielen Schichten der Bohrkerne. Darüber hoffte sie, den langfristigen Wandel in den Meeresökosystemen der jüngeren Erdgeschichte verfolgen zu können.

Um sicherzustellen, dass ihre Ergebnisse ein globales Muster und nicht nur lokale oder regionale Trends abbildeten, nutzte Sibert zwei Sedimentkerne aus den subtropischen Wirbeln des Pazifischen Ozeans. Diese gewaltigen Meeresströmungen sind seit Millionen von Jahren stabil. Dort kann praktisch jede beliebige Stelle des Meeresbodens Schuppen und Zähne von Tieren enthalten, die Hunderte bis Tausende von Kilometern entfernt lebten. Diese Art von Wissenschaftsarbeit erstreckt sich über Generationen: Der Hauptbohrkern, auf den sich Sibert konzentrierte, war 1983 im Südpazifik gesammelt worden, noch vor ihrer Geburt.

Als Sibert die Haischuppen und Fischzähne zählte, stellte sie fest, dass sich der offene Ozean in den letzten 85 Millionen Jahren mehrmals verändert hat. Bis zum Aussterben der Dinosaurier vor 66 Millionen Jahren enthielten die Sedimente etwa eine Haischuppe pro Fischzahn. Ein paar Millionen Jahre später war der Anteil der Placoidschuppen um die Hälfte gesunken.

Vor etwa 56 Millionen Jahren lag das Verhältnis stabil bei einer Haischuppe je fünf Fischzähne. An diesem Verhältnis änderte sich die nächsten 40 Millionen Jahre nichts – bis sie in den Bereichen vor 19 Millionen Jahren plötzlich nur noch eine Haischuppe je 100 Fischzähne finden konnte.

Haischuppen liefern Hinweise

Sibert veröffentlichte diese Beobachtungen 2016 in der Zeitschrift „Proceedings of the Royal Society B“, aber es gab immer noch vieles, was sie nicht wusste. Traf der Kollaps alle Haiarten gleichermaßen? Verschwanden einige Schuppentypen – und damit auch ihre zugehörigen Haiarten – vor 19 Millionen Jahren völlig von der Erde?

Um das herauszufinden, tat sich Sibert mit der engagierten Studentin Leah Rubin zusammen, die damals am College of the Atlantic in Bar Harbor, Maine, studierte. Nachdem sie sich fast 600 Bilder von der Haut heutiger Haie und Rochen angesehen hatte, fand Rubin heraus, wie man die fossilen Placoidschuppen in den Sedimenten anhand von Merkmalen wie ihrer Form und Einkerbungen klassifizieren kann.

„Sie sind zu klein, um mit bloßem Auge Details zu sehen [...] Man kann nicht wirklich ein Gefühl dafür bekommen, wie prächtig und komplex sie sind“, sagt Rubin, die an der SUNY ESF in Syracuse, New York, an ihrer Promotion arbeitet.

Nachdem Rubin und Sibert die Placoidschuppen klassifiziert und erste Ergebnisse ausgewertet hatten, waren sie geschockt: Proben, die weniger als 19 Millionen Jahre alt waren, wiesen nur 30 Prozent der Schuppentypen auf, die in älteren Sedimenten zu finden waren. Irgendetwas hatte viele, wenn nicht sogar die meisten Haiarten des Pazifiks auf offener See ausgelöscht.

Darüber hinaus scheint das mysteriöse Ereignis einige Gruppen härter getroffen zu haben als andere. Die Zahl der so klassifizierten geometrischen Placoidschuppen, die heutzutage eher bei den langsamer schwimmenden Haien zu finden sind, brach vor 19 Millionen Jahren ein, während andere Schuppentypen überlebten.

Lückenhafte Sedimente

Die Entdeckung wird zweifellos das Interesse an dieser Zeitperiode des Unteren Miozäns neu entfachen. Bestehende Klimaaufzeichnungen aus dieser Zeit legen nahe, dass das Klima der Erde damals stabil war, allerdings ist darüber generell nicht viel bekannt.

Laut Sibert fehlen in den 683 Tiefsee-Sedimentkernen, die tief genug reichen, um das Untere Miozän abzudecken, bei mehr als 80 Prozent die Sedimente aus dieser Zeitspanne. Woran das liegt, ist unklar. Aber im Hinblick auf die eindeutigen fossilen Beweise und die lückenhaften Sedimentkerne ist es durchaus möglich, dass die Erde vor 19 Millionen Jahren von einer Art kurzfristigem Klimaereignis getroffen wurde.

„Einige Aspekte des Studiums [der alten Erde] sind noch so neu, dass man bedeutende Entdeckungen über Dinge machen kann, die erst vor relativ kurzer Zeit passiert sind“, sagt James Rae. Der Klimawissenschaftler an der University of St. Andrews in Schottland war nicht an der Studie beteiligt.

In den 1980er Jahren entdeckten Forscher in Tiefseesedimenten beispielsweise Belege dafür, dass sich beim Meeresplankton vor etwa 55 Millionen Jahren ein großes Aussterben abspielte. Spätere Beweise zeigten, dass zu dieser Zeit der Kohlendioxidgehalt rapide anstieg, wodurch die Temperaturen stiegen und die Ozeane der Erde versauerten.

Geologen untersuchen nun diese Periode, die mittlerweile als Paläozän/Eozän-Temperaturmaximum bezeichnet wird. Sie wollen mehr darüber erfahren, wie die Erde auf den vom Menschen verursachten Klimawandel reagieren könnte. Vielleicht werden zukünftige Wissenschaftler auch das miozäne Haisterben auf die gleiche Weise untersuchen – doch nur mehr Daten werden das Rätsel lösen können.

„Da muss es irgendetwas geben“, sagt Sibert. „Wir wissen nur noch nicht, was es ist.“

Der Artikel wurde ursprünglich in englischer Sprache auf NationalGeographic.com veröffentlicht.