Forschungsschwerpunkte des Referates
Paläontologie und Evolutionsforschung

Paläontologie und Evolutionsforschung sind zwar Forschungsgebiete, die stark aufeinander bezogen sind, doch verfolgen beide Disziplinen unterschiedliche Ziele. Die Paläontologie befasst sich mehr mit den fossilen Organismen verschiedener Zeitalter und unterschiedlicher Fundstellen. Die Evolutionsforschung dagegen rekonstruiert auf der Grundlage der paläontologischen Forschung die Veränderung von Tier- oder Pflanzengruppen durch die Zeitalter hindurch bis heute. Beide Forschungsrichtungen werden im Referat größtenteils mit Hilfe von Drittmittelprojekten abgewickelt. Dadurch ist trotz der Minimalbesetzung des Referats durch einen Wissenschaftler hochkarätige internationale Forschung mit Hilfe von Doktoranden und Gastforschern möglich. Es gibt regionale und überregionale Forschungsvorhaben, die nahezu alle international vernetzt sind. Die Forschungsinhalte und -ergebnisse gehen nicht nur in aktuelle Ausstellungen ein sondern auch in Lehrer- und Schülerfortbildungen und die universitäre Lehre am KIT. 

Eiszeit am Oberrhein

Die Eiszeitsammlung ist das umfangreichste Kontingent der paläontologischen Sammlungen. Das Material stammt aus nahezu dem gesamten Oberrhein, wobei die ältesten Stücke aus der Sammlung von Markgräfin Karoline Luise von Baden stammen. Die Eiszeitforschung wird nicht nur im Hause betrieben, vielmehr wird die Sammlung häufig von internationalen Gastwissenschaftlern aufgesucht. Ein besonders aktiver Sammlungsbereich umfasst das Material aus den Mauerer Sanden. Hier arbeiten wir eng mit der Exzellenzuniversität Heidelberg und den Verein Homo heidelbergensis von Mauer e.V. zusammen. Enge Verbindungen bestehen zur Universität von Heraklion, Kreta.

Die Erdneuzeit (Neogen) im Bereich am Oberrhein

Zwei badische Fundstellen aus der Erdneuzeit, dem Neogen, werden derzeit von uns und unseren Kooperationspartnern bearbeitet: Die Tongrube Unterfeld bei Rauenberg (Unteroligozän, 32 Mio Jahre) und die Fundstelle am Höwenegg (Obermiozän, 9 Mio Jahre). In beiden Fundstellen finden sich Fossilienvergesellschaftungen, die nicht nur Aussagen über Entwicklung einzelner Tiergruppen im Raum des heutigen Baden zulassen, sondern auch die Veränderung ganzer Ökosysteme im Zuge eines globalen Klimawandels während der Erneuzeit. 

Tongrube Unterfeld: Bereits in den 70er Jahren wurde die Tongrube im Rahmen eines DFG geförderten Forschungsprojektes von Prof. Lazlo Trunkó aufgenommen. Die Tone in der Grube wurden vor etwa 32 Mio Jahren nahe der Küste des oligozänen Rupelmeeres abgelagert, welches das Nordmeer mit der Paratethys (Urmittelmeer) im Süden über den Rheingraben verband. Der schwarze, blätterige Ton enthält zahlreiche zum Teil hervorragend erhaltene Fossilien. Fische stellen den Löwenanteil. Schnecken, Muscheln, Insekten aber auch Vögel, Schildkröten und Säugetiere gehören zu den Seltenheiten. Pflanzenreste sind häufig. Die Grube wurde durch die Stadt Rauenberg für künftige Grabungen gesichert. Die Grabungen werden derzeit hauptsächlich von ehrenamtlichen Mitarbeitern betrieben, namentlich dem Ehepaar Oechsler.

Höwenegg: Die miozäne Fundstelle Höwenegg (MN 9) bei Immendingen im Hegau ist vor allem durch ihre Vielzahl an kompletten Antilopen-, Pferde- und Nashornskeletten, die in See-Sedimenten in einem vulkanischen Kontext gefunden wurden, bekannt. Weitere Säugetierarten, darunter verschiedene Raubtiere, Krallentiere (Chalicotherien) und Elefantenverwandte, sind durch isolierte Zähne und Knochen vertreten. Die Fundstätte liefert darüber hinaus u.a. Überreste von Reptilien (insbesondere Schildkröten), Schnecken und anderen Wirbellosen, sowie vielfältige Pflanzenteile. Nach den klassischen Grabungen in den 1950er und 1960er Jahren werden die Ausgrabungsarbeiten seit 2003 wieder jährlich fortgeführt.

Wirbeltiere des Erdmittelalters

Trias, Jura und Kreide sind die Erdzeitalter, die unter dem Begriff „Erdmittelalter“ zusammengefasst werden. Mit dem Beginn der Triaszeit wird es auf der Erde immer trockener und ein weltumspannender Ozean beginnt sich zu öffnen, der wie ein Wassergürtel die nördliche Landmassen von der südlichen trennt: das Tethysmeer. An Land beginnen sich die Dinosaurier, Flugsaurier und andere Landreptilien auszubreiten. Im Meer entstehen furchterregenden Reptilien, und aus den altertümlichen Knorpelganoidfischen und Althaien entwickeln sich schnellschwimmende moderne Knochenfische und Neuhaie. Die Erforschung der Entwicklungs- und Ausbreitungsgeschichte dieser Tiere durch das gesamte Erdmittelalter hindurch im Zusammenhang mit den tiefgreifendsten Klimaveränderungen der Erdgeschichte in Verbindung mit der Kontinentaldrift ist einer der wichtigsten international aufgestellten Forschungsschwerpunkte des Referates. Unser methodischer Schwerpunkt liegt dabei auf der Vergleichenden Anatomie und der konstruktionsmorphologischen Analyse, um evolutionäre Prozesse zu verstehen. Derzeit laufen Grabungsprojekte zu dem Themenbereich in Nordostmexiko und im chilenischen Patagonien.

Biomechanik und Evolution der Synapsiden

Synapsiden hießen früher „säugtierähnliche Reptilen“. Da die Tiere vielfach weder säugetierähnlich noch Reptilien sind, werden sie heute als Synapsiden („Tierschädler“) den Sauropsiden („Echsenschädler“) gegenübergestellt. Synapsiden entstehen im Oberkarbon vor etwa 320 Mio Jahren und erleben während der Perm bis in die Untertrias hinein eine Blütezeit. Ab dann führen sie ein Dasein im Schatten der Dinosaurier. Aus einer Teilgruppe der Synapsiden, den Cynodontia (Hundszähner) gehen im Laufe der Jura die Säugetiere hervor. Wir untersuchen die Evolution der Säugetiere mit biomechanischen Methoden und versuchen dabei, die Veränderungen im Fortbewegungsapparat mit der Evolution des Hochfreqenzhörens und des Mahlapparates zu korrelieren und schließlich auch die Evolution der säugertypischen Warmblütigkeit zu verstehen. Derzeit läuft ein DFG-Projekt über die Evolution der flossenfüßigen Raubtiere. Ein Forschungsprojekt über die Schädelhöhlen der Anomodotia, einer sonderbaren ausgestorbenen Teilgruppe der Synasiden, wurde eben bei der DFG eingereicht.

Biomechanik und Evolution fliegender Wirbeltiere

Apl Prof. Dr. Eberhard Frey arbeitet über dieses Thema seit Ende der 70ger Jahre. Derzeit ist der Forschungsschwerpunkt auf die Flugbiophysik der Flugsaurier und der Fledermäuse und auf die Evolution der Vögel fokussiert. Ein Projekt im Rahmen der Bundesausschreibung Biona steht kurz vor dem Abschluss, doch soll der Forschungsschwerpunkt um die Mechanismen und Evolution gleitfliegender Wirbeltiere erweitert werden.

Verschiedenfarbige Erhaltungsmuster aus Mauer am Beispiel von Boviden-Wirbel
Verschiedenfarbige Erhaltungsmuster aus Mauer am Beispiel von Boviden-Wirbel