Zink Isotopie als neues Ernährungsproxy zur Entschlüsselung der Ökologie von rezenten und fossilen Haien

• Antragsteller: Dr. Jeremy Michael McCormack
• Fachliche Zuordnung: Paläontologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 505905610

Die Nahrung eines Tieres definiert seine Lebensweise und ökologische Nische und kontrolliert somit die Evolution der Art. Zum Beispiel, die Adaption an bestimmte Beute wird als Grund für den Gigantismus und letztlich das Aussterben des größten karnivoren Haies Otodus megalodon postuliert. Das Rekonstruieren der Ernährung lange ausgestobener Arten ist schwierig und beruht vor allem auf der Anatomie oder Schnappschüssen prähistorischen Interaktionen, wie identifizierbare Überreste in fossilisiertem Mageninhalt und Kot oder Bissspuren. Diese Methoden geben nicht unbedingt Auskunft über die reguläre Ernährung einer Art. Die Stickstoffisotopie von Knochenkollagen ist eine etablierte Methode um das trophische Level einer Art zu bestimmen, ist aber limitiert durch die Proteinerhaltung und normalerweise nicht anwendbar in Fossilien die älter sind als 100.000 Jahre. Erst vor kurzem wurde gezeigt, dass die Isotopie von Zink (δ66Zn) aus Säugetierknochen und Zähnen Ernährungsinformationen speichert. Da Zink in die Mineralphase von Skelettelementen eingebaut wird, sollte es ein höheres Langzeit Erhaltungspotential aufweisen als Kollagen gebundener Stickstoff. Tatsächlich haben erste Daten gezeigt, dass δ66Zn in rezenten teleosten Fisch- und Haizähnen sensible auf die Ernährung reagiert und ursprüngliche δ66Zn Werte in fossilen Haizähnen (den häufigsten Wirbeltier Fossilien) über Jahrmillionen erhalten bleiben können. Darauf aufbauend, soll in diesem Projekt, δ66Zn zur Bestimmung der Ernährung und Ökologie von rezenten und fossilen Haien verwendet werden, mit dem Ziel ihre ökologischen Nischen, Evolution und ihre Rolle als Spitzenprädatoren besser zu verstehen. Hierin sollen die Zähne und die Nahrung von rezenten Haien aus Aquarien sowie von teleosten Fischen aus einer Fischzucht untersucht werden. Weiterhin soll die δ66Zn trophische Fraktionierung innerhalb eines kompletten marinen Nahrungsnetzes vom Phytoplankton zum Spitzenprädator untersucht werden. Diese Untersuchungen werden zum besseren Verständnis von Zn Fraktionierung zwischen Nahrung und Gewebe beitragen und erlauben konsumierte Nahrung anhand von fossilen Zahn δ66Zn Werten zu identifizieren. Darauf aufbauend, wird die δ66Zn Variabilität unter Känozoischen „Megazahn“ Haien unterschiedlicher Lokationen und Alters untersucht, mit einem Fokus auf O. megalodon. Ziel ist es zeitliche Änderungen im Beutespektrum und der Ökologie innerhalb der Megazahn Haie sowie sympatrischer Arten zu bestimmen und Faktoren die zur Entstehung und dem Aussterben einiger der größten Karnivoren der Erdgeschichte geführt haben zu untersuchen. Dieses Projekt wird die erste Anwendung von δ66Zn in Wirbeltierfossilien auf geologischen Zeitskalen sein und eine dringend benötigte geochemische Methode zur Rekonstruktion von Ernährung ausgestorbenen Arten etablieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Wolfgang Müller