Paläobotanik

Forschung

Die Forschungsthemen der Sektion sind überwiegend dem Tätigkeitsschwerpunkt „Deep time: Evolving Earth and Palaeoenvironments“ innerhalb des  Forschungsbereichs Biodiversität und Erdsystem-Dynamik  zugeordnet. Darüber hinaus finden ausgewählte Forschungsprojekte Eingang in den Tätigkeitsschwerpunkt „Taxonomie und Systematik“ des Forschungsbereichs Biodiversität und Systematik.
 

Projekt: Ökophysiologische Signale fossiler Pflanzen als Indikatoren klimatischer und atmosphärischer Verändeurngen während des Paläogens

Während des Paläogens, einer 66 – 23 Millionen Jahre zurückliegenden Periode der Erdgeschichte, kam es zu tiefgreifenden Umwälzungen des globalen Klimas. Auf ein an hohen atmosphärischen CO2-Gehalt gekoppeltes extremes Treibhausklima ohne jegliche polare Vereisung folgte eine mehr oder weniger kontinuierliche Phase der globalen Abkühlung, verbunden mit stetig sinkendem CO2-Gehalt. Da pflanzliche Blätter als Organe der Photosynthese Umweltbedingungen in besonders intensiver Weise ausgesetzt sind, sollten blattmorphologische Merkmale, die in Zusammenhang mit ökophysiologischen Parametern stehen, diese Entwicklung widerspiegeln. Ziel dieses Projektes ist es, anhand von Sammlungsmaterial fossiler Blätter entsprechende Änderungen blattmorphologischer Merkmale aufzufinden, statistisch nachzuweisen und zu dokumentieren. Das Projekt wird somit zum besseren Verständnis der Auswirkungen von Klimaveränderungen auf die Vegetation in der Erdgeschichte beitragen. http://www.volkswagenstiftung.de

Projekt: Die Eozäne Bernsteinart Krantziz im Kontext uzr Genese von Braunkohlelagerstätten Mitteldeutschlands und Paläoklimaschwankungen

Das Projekt wird die kausalen Zusammenhänge zwischen (1) der Charakteristik des Ablagerungsraumes der Braunkohlen (Küstenmoore), (2) der Entstehung eines mitteleozänen Braunkohlenflöz-komplexes, (3) der Petrologie der Kohlen, (4) der Vegetation inner- und außerhalb der Kohlenmoore und (5) des Paläoklimas aufdecken, um zu erklären, warum es unter den gegebenen Bedingungen zur Ausbildung einer „Lagerstätte“ der seltenen Bernsteinart Krantzit gekommen ist. Dieses Projekt erlaubt erstmalig, eine mitteldeutsche Bernsteinlagerstätte, die weder genetisch noch harzchemisch mit dem Baltischen Bernstein in Verbindung gebracht werden kann, ganzheitlich zu rekonstruieren. Dabei werden historische und moderne Sammlungen von Bernsteinarten und -varietäten, insbesondere von Krantzit, Sammlungen von Pflanzenfossilien und von Braunkohlen in einem neuen Kontext analysiert und in ein geologisches Raum-Zeit-Klima-Modell zur Genese von eozänen Bernsteinarten überführt. Dies wird den wissenschaftlichen Wert dieser Sammlungen und die Sichtbarkeit der sammlungsbezogenen Forschung an den beteiligten Naturkundemuseen deutlich erhöhen. Im Gegensatz zu allen bisher untersuchten eozänen Bernsteinvorkommen ist am Fundort Profen die einmalige Situation gegeben, dass der „Bernsteinwald“ (Kohlenmoor) und der Ablagerungsort des Bernsteins („Lagerstätte“) in einem flächenhaften Aufschluss für Untersuchungen zugänglich sind.

Projektgruppe: Lutz Kunzmann, Franziska Ferdani (SNSD Paläobotanik), Alexander Schmidt (Georg-August-Universität Göttingen), Jochen Rascher (Geomontan GmbH, Freiberg), Claudia Niemz (LAOP, Lauta), Gerda Standke (Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie, Freiberg/Sa.)

Finanzierung: Projektantrag bei VolkswagenStiftung durch Lutz Kunzmann und Alexander Schmidt eingereicht

Projekt: Diversität und Disparität von Gymnospermen aus der Unterkreidezeit in Nord-Gondwana

Innerhalb des seit 2003 laufenden Projektes werden in Kooperation mit PD Dr. Barbara Mohr, (Museum für Naturkunde, Berlin) und Prof. Dr. Mary Bernardes-de-Oliveira (Universität Sao Paulo, Brasilien) Koniferen und Gnetophyten sowie enigmatische Samenpflanzen aus der brasilianischen Crato-Formation untersucht. Es hat sich gezeigt, dass die Crato-Fossillagerstätte ein einmaliges Fenster in die Erdgeschichte darstellt. Eine ganze Reihe bisher unbekannter Formen konnten als ‚whole.plant’-Taxa beschrieben und publiziert werden. Die Crato-Flora gestattet tiefere Einblicke in die Diversität von Gymnospermen innerhalb des Zeitabschnittes und verspricht dadurch neue Erkenntnisse zur Evolution bestimmter Gruppen zu liefern.

Ausgewählte Publikationen:
Kunzmann, L., Mohr, B. A. R., Bernardes-de-Oliveira, M. E. C. & Wilde, V. (2006): Gymnosperms from the Early Cretaceous Crato Formation (Brazil), II. Cheirolepidiaceae. – Fossil Record 9 (2): 213-225.
Kunzmann, L., Mohr, B. A. R., Bernardes-de-Oliveira, M. E. C. (2007). Novaolindia dubia gen. et sp. nov., an enigmatic seed plant from the Early Cretaceous of northern Gondwana. – Rev. Palaeobot. Palynol. 147 (1-4): 94-105.
Kunzmann, L., Mohr, B. A. R., Bernardes-de-Oliveira, M. E. C. (2009). Cearania heterophylla gen. nov. et sp. nov., a fossil gymnosperm with affinities to the Gnetales from the Early Cretaceous of northern Gondwana. – Rev. Palaeobot. Palynol. 158 (1-4): 193-212.

Forschungsschwerpunkt: Evolution der Waldvegetation im Paläogen und Neogen von Mitteleuropa (Raum-Zeit-Muster, Faktoren)

Dieser Forschungsschwerpunkt wird in der Sektion seit mehr als 5 Jahrzehnten verfolgt. Standen anfangs vor allem monografische Bearbeitungen großer Makrofloren im Mittelpunkt (Mai & Walther 1978, 1985, 1991), so stehen heute vor allem angewandte Fragestellungen zu Paläoklima, Paläoökologie, Paläosoziologie und Pflanzentaphonomie im Zentrum der Forschungsarbeiten. Für die Untersuchungen steht ein vergleichsweise großes Arbeitssgebiet, die tertiären Braunkohlen-Vorkommen Mitteldeutschlands zur Verfügung. Diese sind durch Großtagebaue erschlossen. Kontakte und Kooperationen mit den Bergbauunternehmen Mibrag mbH (Zeitz, Sachsen-Anhalt) und Vattenfall Europe Mining AG (Cottbus, Brandenburg) garantieren die Zugänglichkeit der Profile und Aufschlüsse für die Forschungsarbeiten.

Ausgewählte Publikationen:
Kunzmann, L. & Walther, H. 2002. Eine obereozäne Blätterflora aus dem mitteldeutschen Weißelster-Becken. – Paläont. Z. 76 (2): 261-282.
Junge, F. W., Dolezych, M., Walther, H., Böttger, T., Kühl, A., Kunzmann, L., Morgenstern, R., Steinberg, T. & Stange, R. (2005): Ein Fenster in Landschaft und Vegetation vor 37 Millionen Jahren: Lithologische, sedimentgeochemische und paläobotanische Befunde aus einem Paläoflusssystem des Weißelsterbeckens. – Mauritiana 19 (2): 185-273.
Kunzmann, L. & Walther; H. (2007). A noteworthy plant taphocoenosis from the Early Oligocene Haselbach member (Saxony, Germany) containing Apocynophyllum neriifolium Heer (cf. Lythraceae). – Acta Palaeobotanica 47 (1): 145-161.
Kunzmann, L. (Ed.) 2008: Excursion No. B2. Palaeogene and Neogene sites in East Germany and visit to the city of Dresden. Field trip guide IPC-XII 2008 IOPC-VIII 2008 Bonn, Germany. – 112 S., Staatliche Naturhistorische Sammlungen Dresden.

Forschungsschwerpunkt: Evolution und Diversität der Koniferen in der Kreise und im Känozoikum

Ziel des Forschungsschwerpunkts ist die systematische Erfassung und Beschreibung des Inventars an fossilen Koniferen zur Dokumentation der fossilen Biodiversität innerhalb dieser Gruppe und zur Erfassung der Entwicklungslinien der modernen Koniferengattungen und –familien. Untersuchungen von Raum-Zeit-Mustern sollen Gesetzmäßigkeiten in der Koniferenevolution erklären helfen. Im Fokus stehen vor allem europäische Fossilien. Zur Bearbeitung bestimmter Gattungen bestehen wechselseitige Kooperationen mit den entsprechenden Spezialisten des Fachs.

Ausgewählte Publikationen:
Kunzmann, L. & Mai, D. H. (2005). Die Koniferen der Mastixioideen-Flora von Wiesa bei Kamenz (Sachsen, Miozän) unter besonderer Berücksichtigung der Nadelblätter. – Palaeontographica Abt. B 272 (1-6): 67-135.
Kunzmann, L. (2007). Neue Untersuchungen zu Araucaria JUSSIEU aus der europäischen Kreide. – Palaeontographica Abt. B 276 (4-6): 97-131.
Kunzmann, L., Kvaček, Z., Mai, D. H. & Walther, H. (2009): The genus Taxodium (Cupressaceae) in the Palaeogene and Neogene of Central Europe. – Rev. Palaeobot. Palynol. 153 (1-2): 153-183; Amsterdam.
Kunzmann, L. (2010): Geinitzia reichenbachii (Geinitz, 1842) Hollick and Jeffrey, 1909 and Sedites rabenhorstii Geinitz, 1842 (Pinopsida, Late Cretaceous) reconsidered and redescribed. – Rev. Palaeobot. Palynol. 159 (1-2): 123-140.

Projekt: Reconstructing ancient atmospheric carbon dioxide levels using relict and extinct conifers

Eine 2006 initiierte Kooperation zwischen Jennifer McElwain (School of Biology and Environmental Science, University College Dublin, Ireland), Margaret Collinson (Department of Geology, Royal Holloway University of London, Egham, UK) und Lutz Kunzmann (Senckenberg Dresden) soll neue Daten zum ‘tertiären’ Paläoklimagang erbringen. Dafür werden vor allem langlebige ‘tertiäre’ Koniferenarten untersucht, deren Laubblätter Stomata-Dichten und -Indices als Klimaproxy-Daten liefern. Das Projekt wird von der Science Foundation Ireland (SFI; Research Frontiers Program) seit 2009 gefördert. Finanziert werden eine Doktorandenstelle für 3 Jahre (am University College Dublin) sowie Labor- und Feldarbeiten und Kongressteilnahmen. Rezente Vergleichsdaten werden u. a. durch Versuchsreihen in Klimakammern gewonnen.

Erste Ergebnisse:
Giraud, G., McElwain, J., Collinson, M. & Kunzmann, L. (2010). A method for measuring the stomatal density of a scale-leafed conifer. – 8th European Palaeobotanical Palynological Conference, Budapest, 06.-10.07.2010, Program and Abstracts: 102.

Projekt: Bestimmungs- und Verbreitungsatalas der Tertiärpflanzen Sachsens:

Basierend auf einer umfangreichen Literaturrecherche wurden die bis heute publizierten Daten zur Tertiärflora Sachsens und angrenzender Regionen (Blätter, Früchte/Samen und Holz) nach geologischen, systematischen, paläobotanischen und topographischen Gesichtspunkten tabellarisch erfasst und ausgewertet. Als Ergebnis der Auswertung von ca. 260 Zeitschriftenartikeln, Einzelpublikationen und Monographien konnten über 1000 Taxa fossiler Pflanzen verzeichnet werden. Die Fundortdokumentation ergab mehr als 250 Lokalitäten, von denen Makroreste beschrieben wurden. Die weitere Bearbeitung konzentriert sich auf 237 Arten fossiler Angiospermenblätter, welche an ca. 130 sächsischen Fundstellen (inkl. Bohrungen) gesammelt wurden. Selektiv entstehen für die Laubblattarten Datenblattformulare, worin anhand eines eigens dafür konzipierten Bestimmungsalgorithmus makro- und mikromorphologische Merkmale kurz beschrieben und anhand aussagekräftiger Objektaufnahmen abgebildet werden. Neben paläoökologischen, stratigraphischen und Fundortangaben wird für jede Art auch eine durch sächsisches Material belegte Synonymliste aufgestellt. Eine konzipierte Geodatenbank ermöglicht die einfache Datenverwaltung und –analyse und mittels web-basierter Geoinformationsdienste können die Projektergebnisse in thematischen Verbreitungskarten visualisiert werden.