Die Mammoth Cave in Kentucky erstreckt sich über mehr als 675 Kilometer unter der Erdoberfläche und wird häufig als das grösste Höhlensystem der Welt bezeichnet.
Jüngste Erkundungen brachten dort zwei neue fossile Haiarten ans Licht, die vor mehr als 325 Millionen Jahren in flachen Küstengewässern lebten.
Der auf urzeitliche Haie spezialisierte John-Paul (JP) Hodnett von der Maryland-National Capital Parks and Planning Commission (MNCPPC) arbeitete mit dem Paleontologieprogramm des National Park Service zusammen, um die Fossilien zu bestimmen.
Die Funde sorgen für grosse Aufmerksamkeit, weil sie Einblicke in marine Lebensräume ermöglichen, die blühten, als Teile des heutigen östlichen Nordamerikas von einem warmen Meer bedeckt waren.
Entdeckung von Ctenacanth-Haien
Bei den neu dokumentierten Haien handelt es sich um Troglocladodus trimblei und Glikmanius careforum, zwei Arten aus der Gruppe der Ctenacanth-Haie.
Beide erreichten eine Länge von etwa 3 bis 3,6 Metern und waren damit ungefähr so gross wie ein Weissspitzen-Hochseehai.
Geborgen wurden die Haifossilien aus unterschiedlichen Kalksteinformationen, die sich im mittleren bis späten Mississippium ablagerten.
Diese Lebensräume lagen einst unter flachen Meeren und beherbergten eine vielfältige Fischwelt. Im Höhlensystem haben Forschende inzwischen mehr als 70 urzeitliche Fischarten identifiziert.
Ein unvollständiger Kiefersatz eines jungen Glikmanius careforum lieferte neue Erkenntnisse über Knorpel, der nur selten gut fossil erhalten bleibt.
Knorpelige Haiüberreste sind oft zerbrechlich und werden durch Erosion leicht zerstört. Umso wertvoller ist ihr Erhalt in einem geschützten Bereich.
Fachleute betonen, dass das neu bestimmte Material die laufende Diskussion darüber erweitert, wie sich Haigruppen diversifizierten, während der Superkontinent Pangäa entstand.
Zusammenarbeit und Feldarbeit
„Jede neue Entdeckung in der Mammoth Cave wird durch Zusammenarbeit möglich“, sagte Parkdirektor Barclay Trimble vom Mammoth-Cave-Nationalpark.
Forschende und Freiwillige durchsuchten verborgene Gänge, Flusskanäle und sogar enge Kriechpassagen nach bedeutenden Fossilien.
Auch Mitglieder der Cave Research Foundation beteiligten sich an diesen Arbeiten. Der Name Glikmanius careforum würdigt die wertvolle Unterstützung dieser Organisation im Gelände.
Der teilweise erhaltene Knorpel dieser Gattung deutet auf einen kurzen Kopf mit kräftigem Biss hin, der möglicherweise zum Fressen kleinerer Fische und Orthoceren eingesetzt wurde. Bei Letzteren handelt es sich um tintenfischähnliche Lebewesen mit langgestreckten Schalen.
Evolutionäre Veränderungen nachverfolgen
Troglocladodus trimblei fällt durch seine verzweigte Zahnform auf, mit der er Beute in den Meeren des Mississippiums festhalten konnte.
Dieser prähistorische Jäger teilte seinen Küstenlebensraum vermutlich mit G. careforum – in Gewässern, die das heutige Kentucky und Alabama bedeckten.
Nach Einschätzung der Forschenden gediehen diese Haie wahrscheinlich in küstennahen Lebensräumen, die von Knochenfischen, Schalentiere und anderen Meeresbewohnern wimmelten.
Die Verfolgung dieser Fossilien durch mehrere Gesteinsschichten liefert Erkenntnisse darüber, wie sich die Umwelt im Lauf der Zeit wandelte.
Küstengewässer stiegen und sanken, während sich Landmassen aufeinander zubewegten und schrittweise zu einem einzigen Kontinent vereinigten.
Diese grossräumigen Entwicklungen prägten die Verbreitung und die evolutionären Wege urzeitlicher Haie wie T. trimblei und G. careforum.
Haifossilien bewahren
Die Feldteams verbrachten viele Stunden unter Tage damit, kleine Zahnfragmente sorgfältig zu kartieren und zu bergen. Ein einzelner Zahn von T. trimblei weckte erstmals Interesse, als Direktor Trimble ihn während einer Exkursion im Jahr 2019 entdeckte.
Erfahrene Höhlenforscher und Geologen stimmten sich ab, um jedes Stück sicher zu bergen, denn ein einziger Fehltritt hätte die empfindlichen Überreste beschädigen können.
Die Forschung in der Mammoth Cave löste Gespräche darüber aus, wie fragile Fossilien in schwer zugänglichen Gängen am besten geschützt werden können. Fachleute erklären, dass die stabilen Höhlentemperaturen dazu beitragen, diese Funde in gutem Zustand zu erhalten.
Die Parkverwaltung hat die neuen Daten zudem in Richtlinien für künftige Forschung aufgenommen, damit weitere Hinweise auf das Meeresleben vor 325 Millionen Jahren entdeckt werden können.
Bedeutung fossiler Ctenacanth-Haie
Wissenschafter nutzen diese Funde, um lokale Fossilsammlungen mit Exemplaren aus vergleichbaren Zeitabschnitten in anderen Teilen der Welt zu vergleichen.
Die Dokumentation von Körpergrössen, Zahnanordnungen und Skelettmerkmalen hilft Forschenden, eine deutlichere Zeitleiste der Haientwicklung zu erstellen.
Solche umfassenden Studien machen Veränderungen in der Fischvielfalt sichtbar, die eintraten, als sich die Ozeane wandelten und Landmassen zusammenschlossen.
Fachleute verknüpfen Fossildaten zudem mit Erkenntnissen aus Aufzeichnungen zu Knochenfischen, Korallenstrukturen und anderem Meeresleben. Dieser kombinierte Ansatz zeichnet ein vollständiges Bild urzeitlicher Meereslebensräume und zeigt, wie sich manche Arten anpassten, während andere verschwanden.
Die beiden neuen fossilen Haie aus der Mammoth Cave unterstreichen, dass selbst gut bekannte geologische Gebiete über viele Jahre hinweg Überraschungen bereithalten können.
Erkenntnisse aus Ctenacanth-Haien
Die Mammoth Cave liefert weiterhin Einblicke in eine verschwundene Küstenlandschaft, die sich über das heutige Kentucky, Europa und Nordafrika erstreckte.
T. trimblei und G. careforum sind lediglich zwei jüngste Ergänzungen eines stetig wachsenden Fossilkatalogs. Sie erinnern daran, dass Erkundungen weiterhin Antworten liefern und neue Fragen aufwerfen.
In vielerlei Hinsicht zeigen diese urzeitlichen Haie, wie sich die Teile der geologischen Geschichte fortlaufend zusammenfügen. Die Feldteams wollen nun herausfinden, was in tieferen Kammern oder hinter engen Kanälen verborgen liegt.
Die nächste Forschungsphase könnte fortschrittlichere Bildgebungsverfahren und sorgfältige Ausgrabungen in weniger bekannten Passagen umfassen, die durch neue Kartierungstechniken angeleitet werden.
Solche Funde fördern eine breitere Wertschätzung für den wissenschaftlichen Wert des Höhlensystems – weit über seine Länge oder seine optischen Merkmale hinaus.
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