Chitinozoa

Chitinozoa

Sphaerochitina cf. diezae

Zeitliches Auftreten
Tremadocium bis Famennium
487 bis 559 Mio. Jahre
Fundorte

weltweit

Systematik
Eukaryoten (Eukaryota)
incertae sedis
Ordnung: Chitinozoa
Wissenschaftlicher Name
Chitinozoa
Eisenack, 1930

Die Chitinozoa sind eine im Paläozoikum weit verbreitete Gruppe von Mikrofossilien, die an der Basis des Ordovizium (Stufe des Tremadocium) im Fossilbericht auftaucht und zum Ende des Devon wieder ausgestorben ist. Sie existierten damit etwa 128 Millionen Jahre lang. Chitinozoen gelten als fossile Überreste einer bisher nicht sicher bekannten Gruppe tierischer Organismen, die verbreitetsten Hypothesen sehen sie entweder als Hüllen ausgestorbener Protisten oder als Umhüllung der Eigelege eines unbekannten Vertreters der Metazoa. Aufgrund der weiten Verbreitung in ganz verschiedenen feinkörnigen Sedimentgesteinen gilt als sicher, dass sie zum Plankton der paläozoischen Ozeane gehörten. Chitinozoen sind in den Gesteinen, in denen sie auftreten, oft sehr häufig, es können Hunderte Exemplare in jedem Gramm Gestein vorkommen. Sie sind damit sehr bedeutsam für die Biostratigraphie des frühen Paläozoikums. Sie wurden besonders intensiv bei der Prospektion von Erdöl-Lagerstätten erforscht.

Beschreibung

Chitinozoa erreichen eine Länge von etwa 100 bis 200 Mikrometer, in Extremfällen etwa von 50 und bis 2000 Mikrometer. Ihr genereller Aufbau ist sehr einfach. Grundelement ist eine runde kapselförmige Hülle, Vesikulum (in der Regel englisch: vesicle) genannt. Diese ist meist an einer Seite in eine schmalere Verlängerung ausgezogen, so dass sich eine vasenförmige oder flaschenförmige Morphologie ergibt.

Die Hülle besteht aus organischem Material, sie wird Tegument genannt. Das Kerogen genannte Material entspricht nicht unbedingt dem Biomolekül Chitin, wie vom Entdecker vermutet und Anlass der Namensgebung. Vermutet wird ein unbekanntes Biomolekül ähnlich zu, aber nicht unbedingt identisch mit Chitin. Frisches, weitgehend unverändertes Tegument ist bernsteingelb und durchscheinend. Oft ist das Material durch Hitzeeinwirkung metamorph verändert und schwarz gefärbt. Bei elektronenmikroskopischer Untersuchung besteht das Tegument aus zwei Schichten. Dabei ist die Ectoderre genannte innere Schicht glatt, recht dick und unstrukturiert. Es sind weder mikroskopische Kanäle noch Poren erkennbar. Im Gegensatz dazu ist die äußere, Periderre genannte Hülle von vielfältiger Gestalt: sie kann schwammartig strukturiert sein, oder durch kleine Kanäle durchsetzt. Die Dornen und Fortsätze der Hülle werden nur von dieser Schicht gebildet.

Der bauchige, runde Teil des Vesikels ist die Kammer (chamber), sie kann kugelig, eiförmig, linsenförmig, glockenförmig, konisch oder zylindrisch geformt sein. Jeder Vesikel hat eine einzige Öffnung (aperture, auch Pseudostom). Sie kann direkt an der Kammer ansetzen, sitzt aber meist am Ende einer röhrenförmigen Verlängerung unterschiedlicher Länge und Gestalt („neck“). Die Öffnung ist meist kragenartig von einer besonderen Struktur, collarette genannt, umgeben, diese kann gekielt oder erweitert oder in einen Kranz von Spitzen ausgezogen sein. Gelegentlich ist sie netzartig strukturiert. Ähnliche Strukturen, also aufsitzende Spitzen, Anhänge, konzentrische oder längs angeordnete, oft netzartige Rippen oder Ringe sitzen oft auf dem gesamten Vesikel, besonders auffallend strukturiert auch am der Öffnung entgegengesetzten Ende des Vesikels (Basis genannt). Die Anhänge können hohl sein, sind aber nicht mit dem Inneren (Lumen) des Vesikels verbunden. Die Kammer besitzt im Inneren keine besonderen Strukturen. Sie ist verschlossen durch eine deckelartige Struktur, die Operculum genannt wird, wenn sie auf oder nahe zur Öffnung sitzt. Sitzt sie weiter innen, wird sie Prosome genannt. Oft sind hintereinander mehrere solche ring- oder deckelförmigen Strukturen (Septa) im Inneren der Röhre ausgebildet. Das Operculum konnte aufgrund seiner Struktur zwar abgesprengt werden, aber anschließend die Kammer nicht wieder erneut verschließen.

Viele Individuen der Chitinozoa konnten kettenförmig miteinander verbunden sein. Dabei saß die Öffnung eines Individuums der Basis des nächsten an. Seltener können diese Ketten schraubenförmig (helikal) gebildet worden sein. Eine mögliche Deutung sieht solche schraubenförmig aneinandergefügten Aggregate, teilweise mit einer dünnen äußeren Umhüllung versehen, als mögliche Eigelege des unbekannten „Chitinozoa-Tiers“.

Deutung

Der Entdecker der Chitinozoa, der deutsche Paläontologe und Pionier der Mikropaläontologie Alfred Eisenack, vermutete, dass Chitinozoa die Hüllen von Protisten gewesen seien, vergleichbar zur Testa der Schalenamöben. Die Deutung als Hülle eines Einzellers ist bis heute populär. So wurden Strukturen im Inneren der Vesikel entdeckt, die Spuren einer asexuellen Fortpflanzung solcher Protisten sein können. Viele Paläontologen bevorzugen, dem Forscher und Chitinozoa-Experten Florentin Paris folgend, eine andere Deutung. Demnach seien Chitinozoa die Eikapseln einer unbekannten Gruppe der Metazoa gewesen. Ähnlich strukturierte, aber im Detailbau abweichende Eihüllen sind aus diversen Gruppen (Ringelwürmer, Schnecken, Rädertierchen, Nematoden) bekannt. Lange Zeit populär war eine Hypothese des Erdölgeologen W.A.M. Jenkins, der in den Chitinozoa das Eistadium der Graptolithen, einer lange Zeit ebenso rätselhaften, aber ebenfalls stratigraphisch bedeutsamen Tiergruppe des Paläozoikums zu erkennen glaubte. Andere, wie F. Paris, blieben skeptisch, da es Graptolithen schon im Kambrium gegeben hat und die Evolutionsgeschichte beider Gruppen im Detail nicht zusammenpasst. Andere Hypothesen, etwa als eine Vorläufergruppe der Dinoflagellaten, oder, wie schon von Eisenack erwogen, als eine besondere Entwicklungslinie der Pilze, wurden seltener aufgegriffen. Insgesamt ist die Biologie und Verwandtschaft der Chitinozoa damit bis heute ungeklärt.

Taxonomie

Viele Forscher haben bei den Chitinozoa nur Gattungen und Arten unterschieden. Da die zugrundeliegenden Organismen unbekannt sind, sei eine Deutung er Verwandtschaftsverhältnisse weitgehend spekulativ und ergebe ein rein künstliches System. Andere sahen aber genügend Merkmale, um auf Basis der Gestalt und Struktur des Vesikulums eine ausgefeilte Taxonomie aufzustellen. Ein gängiges System wurde von Alfred Eisenack 1972 aufgestellt und von Florentin Paris 1981 modifiziert.

Insgesamt sind etwa 56 Gattungen beschrieben und anerkannt. Die Zahl der Arten erreicht etwa 500. Die Datenbank CHITDB, mit Schwerpunkt auf Formen von Baltica, listet 294 Arten (Stand September 2026). Aus dem Ordovizium wurden 157 Arten anerkannt. Artenreiche Gattungen wie Lagenochitina, Cyathochitina, Desmochitina, Conochitina und Belonechitina umfassen hier je 15 bis 24 Arten.

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Einzelnachweise

  1. 1 2 3 4 Florentin Paris: Chitinozoans: a fascinating & mysterious microfossil-group. Technical-card and direction for use. Manuskrip, September 2015. doi:10.13140/RG.2.1.2462.7682. 80 Seiten. PDF bei www.researchgate.net.
  2. 1 2 3 J. Jansonius, W.A.M. Jenkins: Chitinozoa. Chapter 15 in: Bilal U. Haq & Anne Boersma (editors): Introduction to marine Micropaleontology. Elsevier, Amsterdam etc. 2nd edition 1998. ISBN 978-0-444-82672-5.
  3. ↑ Jérémy Jacob, Florentin Paris, Olivier Monod, Merrell A. Miller, Peng Tang, Simon C. George, Jean-Michel Bény (2007): New insights into the chemical composition of chitinozoans. Organic Geochemistry 38: 1782–1788. doi:10.1016/j.orggeochem.2007.06.005
  4. ↑ Yan Liang, Olle Hints, Peng Tang, Chenyang Cai, Daniel Goldman, Jaak Nõlvak, Erik Tihelka, Ke Pang, Joseph Bernardo, Wenhui Wang (2020): Fossilized reproductive modes reveal a protistan affinity of Chitinozoa. Geology 48 (12): 1200–1204. doi:10.1130/G47865.1
  5. ↑ Chitinozoan Taxa. https://chitinozoa.net/, abgerufen am 28. September 2026.
  6. ↑ Florentin Paris, Aïcha Achab, Esther Asselin, Chen Xiao-hong, Yngve Grahn, Jaak Nõlvak, Olga Obut, Joakim Samuelsson, Nikolai Sennikov, Marco Vecoli, Jacques Verniers, Wang Xiao-feng, Theresa Winchester-Seeto: Chitinozoans. Chapter 28 in Barry D. Webby, Florentin Paris, Mary L. Droser and Ian G. Percival (editors): The Great Ordovician Biodiversity Event (Critical Moments and Perspectives in Earth History and Paleobiology). Columbia University Press 2004. ISBN 0231-12678-6.