66 Millionen Jahre altes Rätsel gelöst: Warum die Kleinsten überlebten

Vor rund 66 Millionen Jahren änderte sich das Leben auf der Erde innerhalb kürzester Zeit grundlegend. Ein Asteroid mit etwa zehn Kilometern Durchmesser schlug auf der heutigen Halbinsel Yucatán in Mexiko ein. Die Folgen waren weltweit zu spüren. Gewaltige Brände brachen aus, Staub und Ruß verdunkelten den Himmel und die Temperaturen sanken deutlich.

Am Ende verschwanden rund 75 % aller Arten. Die Dinosaurier starben aus – zumindest jene, die nicht zu den Vorfahren der heutigen Vögel gehörten. Auch die Ozeane verloren zahlreiche Tier- und Pflanzenarten.

Doch mitten in dieser Katastrophe gab es Überlebende. Einige winzige Planktonarten schafften es, die schwierigen Bedingungen zu überstehen. Warum ausgerechnet sie überlebten, während viele größere Verwandte verschwanden, war lange unklar. Eine neue Studie in der Fachzeitschrift Nature liefert nun eine Erklärung.

Als in den Ozeanen das Licht verschwand

Nach dem Einschlag gelangten enorme Mengen Staub, Schwefelverbindungen und Rußpartikel in die Atmosphäre. Ein großer Teil des Sonnenlichts erreichte die Erdoberfläche nicht mehr. Die Forschenden sprechen von einer Art globalem Einschlagswinter.

Besonders problematisch war das für die Ozeane. Dort hängt nahezu das gesamte Nahrungsnetz von Organismen ab, die Sonnenlicht zur Photosynthese nutzen.

Lange vermuteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler deshalb, dass die biologische Produktion in den Meeren nahezu vollständig zusammengebrochen sein müsse. Fossilien und Sedimentanalysen zeichnen jedoch ein differenzierteres Bild. Die Photosynthese ging deutlich zurück, kam aber offenbar nicht überall vollständig zum Erliegen.

Gleichzeitig zeigte sich ein auffälliges Muster in den Fossilien:

• Viele große Planktonarten verschwanden.
• Kleine und schnell wachsende Arten überlebten häufiger.
• In höheren Breiten fielen die Verluste oft geringer aus.

Genau dieses Muster wollten die Forschenden verstehen.

Die Größe entschied über Leben und Tod

Die neue Studie kommt zu einem überraschend einfachen Ergebnis: Die Körpergröße spielte eine zentrale Rolle. Große Organismen benötigen mehr Energie. Sie müssen mehr Nahrung aufnehmen, um ihren Stoffwechsel aufrechtzuerhalten. Gleichzeitig vermehren sie sich oft langsamer und reagieren empfindlicher auf plötzliche Nahrungsknappheit.

Nach dem Asteroideneinschlag wurde Energie in den Ozeanen jedoch zum knappen Gut. Während größere Planktonarten zunehmend unter Druck gerieten, kamen viele kleine Arten mit deutlich weniger Ressourcen aus. Manche verfügten zudem über eine weitere Fähigkeit: Sie konnten nicht nur Photosynthese betreiben, sondern zusätzlich andere Mikroorganismen aufnehmen.

Diese Ernährungsweise wird als Mixotrophie bezeichnet. Sie erlaubte es einigen Arten, selbst während der lang anhaltenden Verdunkelung weiter Energie zu gewinnen.

Ein Computermodell reist in die Vergangenheit

Um die Vorgänge genauer zu untersuchen, nutzte das Team um Rui Ying das globale Meeresökosystemmodell EcoGENIE. Damit simulierten die Forschenden die ersten hundert Jahre nach dem Einschlag. Das Modell berücksichtigte zahlreiche Planktongruppen unterschiedlicher Größe – von mikroskopisch kleinen Organismen bis zu deutlich größeren Formen.

Zusätzlich flossen die bekannten Folgen des Einschlags ein:

• drastisch reduzierte Sonneneinstrahlung,
• steigende CO₂-Werte,
• sinkende Temperaturen,
• sowie größenabhängige Überlebensschwellen.

Die Ergebnisse passten erstaunlich gut zu den Fossilienfunden. Praktisch alle großen Planktonformen verschwanden in den Simulationen. Kleine Phytoplanktonarten und mixotrophe Organismen überlebten dagegen häufig. Auch die geringeren Verluste in höheren Breiten konnte das Modell nachvollziehen.

Die Forschenden schreiben dazu: „Durch den Einschlag verursachte Dunkelheit und von der Körpergröße abhängige Aussterbeschwellen bestimmten die meisten der beobachteten Aussterbemuster.“

Warum kleine Organismen im Vorteil waren

Die Untersuchung zeigt, dass Krisen nicht zwangsläufig die stärksten oder größten Arten begünstigen.

In den verdunkelten Ozeanen zählten andere Eigenschaften:

• geringer Energiebedarf,
• schnelle Vermehrung,
• flexible Ernährung,
• hohe Anpassungsfähigkeit.

Genau diese Merkmale brachten viele kleine Planktonarten mit. Die Autorinnen und Autoren der Studie formulieren es so: „Die Ökologie des Planktons verbessert das Überleben durch Unterschiede im Energiebedarf und in der Energiegewinnung.“

Anders ausgedrückt: Wer wenig Energie benötigte oder alternative Nahrungsquellen nutzen konnte, hatte bessere Chancen, die schwierigen Jahre nach dem Einschlag zu überstehen.