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Bioturbation ist das Durchwühlen und Durchmischen Turbation von Böden oder Sedimenten durch Lebewesen Fossile in einem j

Bioturbation

Bioturbation ist das Durchwühlen und Durchmischen (Turbation) von Böden oder Sedimenten durch Lebewesen.

Fossile Bioturbation in einem jungkänozoischen Kalkarenit auf Mallorca, sogenanntem Marès

Da Böden anders als Gestein belebt sind, ist die Bioturbation als rezenter Prozess einer Pedogenese, d. h. einer Bildung von Böden, vornehmlich ein Forschungsgebiet der Pedologie.

Bioturbate Strukturen sind allerdings auch oft in Sedimentgesteinen erhalten und spielen bei der Rekonstruktion vergangener Ablagerungsräume in der Geologie und Paläontologie eine wichtige Rolle.

Neben der Bioturbation gehören zu den pedogenen Durchmischungsprozessen die Hydro- (Pelo-), Kryo- sowie Kultoturbation.

Verursachende Lebewesen Bearbeiten

In terrestrischen Böden besorgen die biogene Durchmischung vornehmlich Bodentiere wie

In aquatischen Sedimenten bzw. subhydrischen Böden sind dies vorwiegend

Die an der Bioturbation beteiligte Makro- und Megafauna lässt sich aber auch anders kategorisieren, z. B. nach ihrer Rolle bei der Bodenumschichtung sowie der Art ihrer grabenden Einflussnahme auf die Bodenstruktur (= Gefüge):

Bedeutung für die Bodenbildung (Pedogenese) Bearbeiten

Bioturbation geschieht etwa durch den Regenwurm

Bioturbation spielt eine wichtige Rolle bei der Bodenbildung, bei der Entwicklung von Schwarzerde sogar eine entscheidende. Vor allem die physikalischen Eigenschaften (das Aggregatgefüge) werden durch sie positiv beeinflusst, da das wühlende Edaphon (Bodenwühler) durch seine Röhren schaffende Grabtätigkeit zu einer Lockerung des Bodens beiträgt, mitunter die Bildung eines mit Hohlräumen versehenen Krümelgefüges fördert, im speziellen Falle ausgeprägter Regenwurmtätigkeit ein Wurmlosungsgefüge schafft. Die Lockerung des Bodens kann auch zu einer besseren Durchlüftung des Oberbodens beitragen (wenn das Bodenmaterial an der Oberfläche abgelagert wird, siehe Maulwurfshügel) und dem Wasserstau entgegenwirken. Jedoch ist die drainierende Wirkung eher als sekundär einzustufen, da viele der Tiergänge blind enden. Für tonige Böden sind allerdings dennoch positive Effekte nachzuweisen (Erhöhung der Wasserkapazität).

Schließlich werden durch die zur Bioturbation zu rechnenden Prozesse die Grenzen der Bodenhorizonte dadurch „verwischt“, dass zum einen in den Unterboden ausgewaschene Nährstoffe wie Kalk zurückgeführt werden, wie auch humusfreies Unterbodenmaterial nach oben verfrachtet wird, und zum anderen der humose Oberboden eine Vertiefung und Homogenisierung erfährt. Gerade jene Vertreter des Edaphons, die im Boden jagen (Maulwürfe) oder leben (Geophagen wie Regenwürmer), tragen in besonderem Maße zur Bodenumlagerung bei (Maulwurf und Regenwurm bis zu 12 kg pro m² und Jahr).

Die Bedeutung der Bioturbation im Falle der Schwarzerden begründet sich damit, dass die an der Pedogenese beteiligten Kleinsäuger (beispielsweise Hamster, Ziesel, Taschenratten, Wühlmäuse und Präriehunde) durch die winterliche Kälte bzw. sommerliche Trockenheit zur Vertikalwanderung getrieben werden und dadurch eine tiefreichende Humusakkumulation bewirken (zu denken sei etwa an die Vorratskammern der Hamster), welche letztendlich den mächtigen, charakteristisch dunkelbraun bis schwarzen Ah-Horizont hervorruft. Das humose Bodenmaterial wird dabei in den Gängen, die als Krotowinen bezeichnet werden, nach unten befördert und vor der vollständigen Mineralisierung bewahrt. Das im Gegenzug von den Bodenwühlern nach oben verfrachtete Material wirkt wiederum der Entkalkung entgegen.

Da vornehmlich das Feinbodenmaterial homogenisiert wird, einhergehend mit einer Mischung organischer und mineralischer Substanz, und größere Bodenpartikel wie Steine und Kies kaum noch transportiert werden, kann die Bioturbation in gewissen Fällen die Bildung von Steinsohlen im Unterboden – und damit gewissermaßen eine Entmischung – begünstigen.

Bei der Bioturbation werden Boden- und Sedimentbestandteile in erheblichem Umfang verlagert. In Sedimenten kann dadurch die Schichtung aufgelöst werden. Im Boden können auch hydrophobe, stark sorbierende Schadstoffe (z. B. PCB, Dioxine), die nach der atmosphärischen Deposition eigentlich im obersten Bodenhorizont fixiert werden, in tiefere Bodenzonen gelangen.

Bioturbation des Benthals Bearbeiten

Fossile Bioturbation des Benthals (Ophiomorpha) in einem Sandstein des frühen Eozäns

Auch in den Böden der Gewässer (Benthal) spielt Bioturbation eine wesentliche Rolle. Es geht hier ebenfalls um die Abbauprozesse organischen Materials, das als Detritus zu Boden fällt und im Sediment eingebettet wird. Eine Lockerung des Sediments und damit eine bessere Versorgung mit Sauerstoff ist der wichtigste Aspekt. Hinzu kommt eine Beeinflussung der Artenzusammensetzung und Vielfalt des Benthos und damit der Nahrungskette, an deren Spitze viele Fische stehen.

Bioturbation wird im Meer hauptsächlich durch verschiedene Gruppen von Würmern, vornehmlich aus der Klasse der Vielborster bewerkstelligt, darüber hinaus aber auch von Muscheln, die als Filtrierer eine weitere Rolle beim Stoffaustausch spielen. Auch im Boden grabende Krebstiere wie der Flohkrebs Monoporeia affinis (stellenweise 10.000 bis 20.000 Individuen pro Quadratmeter in der Ostsee) oder Zehnfußkrebse aus der Familie der Callianassiden (verantwortlich für fossile Grabgänge der Thalassinoides-Ophiomorpha-Formengruppe) können Bedeutung für die Bioturbation des Benthals haben.

Geologische Aspekte Bearbeiten

In Sedimentgesteinen lassen sich des Öfteren fossile Spuren von Bioturbation finden und interpretieren. Sedimentgesteine mit Spuren starker fossiler Bioturbation deuten auf ein sauerstoffreiches, lebensfreundliches Milieu hin, während feingeschichtete Sedimente ohne Spuren von Bioturbation Hinweise auf ein lebensfeindliches, sauerstoffarmes oder -freies Milieu liefern. Unter bestimmten Bedingungen bleiben Relikte der Bioturbation in Form von Spurenfossilien (Ichnofossilien), beispielsweise Wohnbauten, Fraßbauten oder Lebensspuren wie Kriechspuren, Ruhespuren, Weidespuren usw., in Gesteinen erhalten.

Literatur Bearbeiten

  • R. G. Bromley (1999): Spurenfossilien: Biologie, Taphonomie und Anwendungen. – Springer, Berlin/Heidelberg, 347 S. ISBN 978-3-540-62944-3.
  • Herbert Kuntze, Günter Roeschmann und Georg Schwerdtfeger: Bodenkunde. 5., neubearb. und erw. Aufl. UTB, Stuttgart 1994, ISBN 3-8252-8076-4.
  • Fritz Scheffer und Paul Schachtschabel: Lehrbuch der Bodenkunde. 15., neubearb. und erw. Aufl. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg und Berlin 2002, ISBN 3-8274-1324-9.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Maurice Tucker: Einführung in die Sedimentpetrologie. Enke-Verlag, Stuttgart 1985. S. 38–40. ISBN 3-432-94781-X
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Veröffentlichungsdatum:
Bioturbation ist das Durchwuhlen und Durchmischen Turbation von Boden oder Sedimenten durch Lebewesen Fossile Bioturbation in einem jungkanozoischen Kalkarenit auf Mallorca sogenanntem MaresDa Boden anders als Gestein belebt sind ist die Bioturbation als rezenter Prozess einer Pedogenese d h einer Bildung von Boden vornehmlich ein Forschungsgebiet der Pedologie Bioturbate Strukturen sind allerdings auch oft in Sedimentgesteinen erhalten und spielen bei der Rekonstruktion vergangener Ablagerungsraume in der Geologie und Palaontologie eine wichtige Rolle Neben der Bioturbation gehoren zu den pedogenen Durchmischungsprozessen die Hydro Pelo Kryo sowie Kultoturbation Inhaltsverzeichnis 1 Verursachende Lebewesen 2 Bedeutung fur die Bodenbildung Pedogenese 3 Bioturbation des Benthals 4 Geologische Aspekte 5 Literatur 6 EinzelnachweiseVerursachende Lebewesen BearbeitenIn terrestrischen Boden besorgen die biogene Durchmischung vornehmlich Bodentiere wie Kleinsauger z B Maulwurf Wurmer z B Regenwurm oder Insekten z B Ameisen In aquatischen Sedimenten bzw subhydrischen Boden sind dies vorwiegend Wurmer z B Wattwurm Muscheln Seeigel Seegurken Wohnrohren bauende Krebstiere Die an der Bioturbation beteiligte Makro und Megafauna lasst sich aber auch anders kategorisieren z B nach ihrer Rolle bei der Bodenumschichtung sowie der Art ihrer grabenden Einflussnahme auf die Bodenstruktur Gefuge Schaufelgraber Maulwurfe Kafer Maulwurfsgrillen Mundgraber Ameisen Termiten Scharrgraber Hamster Ziesel Prariehund Bohrgraber Regenwurmer Schlangen Bedeutung fur die Bodenbildung Pedogenese Bearbeiten nbsp Bioturbation geschieht etwa durch den RegenwurmBioturbation spielt eine wichtige Rolle bei der Bodenbildung bei der Entwicklung von Schwarzerde sogar eine entscheidende Vor allem die physikalischen Eigenschaften das Aggregatgefuge werden durch sie positiv beeinflusst da das wuhlende Edaphon Bodenwuhler durch seine Rohren schaffende Grabtatigkeit zu einer Lockerung des Bodens beitragt mitunter die Bildung eines mit Hohlraumen versehenen Krumelgefuges fordert im speziellen Falle ausgepragter Regenwurmtatigkeit ein Wurmlosungsgefuge schafft Die Lockerung des Bodens kann auch zu einer besseren Durchluftung des Oberbodens beitragen wenn das Bodenmaterial an der Oberflache abgelagert wird siehe Maulwurfshugel und dem Wasserstau entgegenwirken Jedoch ist die drainierende Wirkung eher als sekundar einzustufen da viele der Tiergange blind enden Fur tonige Boden sind allerdings dennoch positive Effekte nachzuweisen Erhohung der Wasserkapazitat Schliesslich werden durch die zur Bioturbation zu rechnenden Prozesse die Grenzen der Bodenhorizonte dadurch verwischt dass zum einen in den Unterboden ausgewaschene Nahrstoffe wie Kalk zuruckgefuhrt werden wie auch humusfreies Unterbodenmaterial nach oben verfrachtet wird und zum anderen der humose Oberboden eine Vertiefung und Homogenisierung erfahrt Gerade jene Vertreter des Edaphons die im Boden jagen Maulwurfe oder leben Geophagen wie Regenwurmer tragen in besonderem Masse zur Bodenumlagerung bei Maulwurf und Regenwurm bis zu 12 kg pro m und Jahr Die Bedeutung der Bioturbation im Falle der Schwarzerden begrundet sich damit dass die an der Pedogenese beteiligten Kleinsauger beispielsweise Hamster Ziesel Taschenratten Wuhlmause und Prariehunde durch die winterliche Kalte bzw sommerliche Trockenheit zur Vertikalwanderung getrieben werden und dadurch eine tiefreichende Humusakkumulation bewirken zu denken sei etwa an die Vorratskammern der Hamster welche letztendlich den machtigen charakteristisch dunkelbraun bis schwarzen Ah Horizont hervorruft Das humose Bodenmaterial wird dabei in den Gangen die als Krotowinen bezeichnet werden nach unten befordert und vor der vollstandigen Mineralisierung bewahrt Das im Gegenzug von den Bodenwuhlern nach oben verfrachtete Material wirkt wiederum der Entkalkung entgegen Da vornehmlich das Feinbodenmaterial homogenisiert wird einhergehend mit einer Mischung organischer und mineralischer Substanz und grossere Bodenpartikel wie Steine und Kies kaum noch transportiert werden kann die Bioturbation in gewissen Fallen die Bildung von Steinsohlen im Unterboden und damit gewissermassen eine Entmischung begunstigen Bei der Bioturbation werden Boden und Sedimentbestandteile in erheblichem Umfang verlagert In Sedimenten kann dadurch die Schichtung aufgelost werden Im Boden konnen auch hydrophobe stark sorbierende Schadstoffe z B PCB Dioxine die nach der atmospharischen Deposition eigentlich im obersten Bodenhorizont fixiert werden in tiefere Bodenzonen gelangen Bioturbation des Benthals Bearbeiten nbsp Fossile Bioturbation des Benthals Ophiomorpha in einem Sandstein des fruhen EozansAuch in den Boden der Gewasser Benthal spielt Bioturbation eine wesentliche Rolle Es geht hier ebenfalls um die Abbauprozesse organischen Materials das als Detritus zu Boden fallt und im Sediment eingebettet wird Eine Lockerung des Sediments und damit eine bessere Versorgung mit Sauerstoff ist der wichtigste Aspekt Hinzu kommt eine Beeinflussung der Artenzusammensetzung und Vielfalt des Benthos und damit der Nahrungskette an deren Spitze viele Fische stehen Bioturbation wird im Meer hauptsachlich durch verschiedene Gruppen von Wurmern vornehmlich aus der Klasse der Vielborster bewerkstelligt daruber hinaus aber auch von Muscheln die als Filtrierer eine weitere Rolle beim Stoffaustausch spielen Auch im Boden grabende Krebstiere wie der Flohkrebs Monoporeia affinis stellenweise 10 000 bis 20 000 Individuen pro Quadratmeter in der Ostsee oder Zehnfusskrebse aus der Familie der Callianassiden verantwortlich fur fossile Grabgange der Thalassinoides Ophiomorpha Formengruppe konnen Bedeutung fur die Bioturbation des Benthals haben Geologische Aspekte BearbeitenIn Sedimentgesteinen lassen sich des Ofteren fossile Spuren von Bioturbation finden und interpretieren Sedimentgesteine mit Spuren starker fossiler Bioturbation deuten auf ein sauerstoffreiches lebensfreundliches Milieu hin wahrend feingeschichtete Sedimente ohne Spuren von Bioturbation Hinweise auf ein lebensfeindliches sauerstoffarmes oder freies Milieu liefern Unter bestimmten Bedingungen bleiben Relikte der Bioturbation in Form von Spurenfossilien Ichnofossilien beispielsweise Wohnbauten Frassbauten oder Lebensspuren wie Kriechspuren Ruhespuren Weidespuren usw in Gesteinen erhalten 1 Literatur BearbeitenR G Bromley 1999 Spurenfossilien Biologie Taphonomie und Anwendungen Springer Berlin Heidelberg 347 S ISBN 978 3 540 62944 3 Herbert Kuntze Gunter Roeschmann und Georg Schwerdtfeger Bodenkunde 5 neubearb und erw Aufl UTB Stuttgart 1994 ISBN 3 8252 8076 4 Fritz Scheffer und Paul Schachtschabel Lehrbuch der Bodenkunde 15 neubearb und erw Aufl Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg und Berlin 2002 ISBN 3 8274 1324 9 Einzelnachweise Bearbeiten Maurice Tucker Einfuhrung in die Sedimentpetrologie Enke Verlag Stuttgart 1985 S 38 40 ISBN 3 432 94781 X Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Bioturbation amp oldid 231253244