Die Mammoth Cave im US-Bundesstaat Kentucky erstreckt sich unter der Erdoberfläche über mehr als 675 Kilometer (420 Meilen) und wird häufig als das grösste Höhlensystem der Welt bezeichnet.
Bei jüngsten Erkundungen wurden dort zwei neue fossile Haie entdeckt, die vor mehr als 325 Millionen Jahren durch flache Küstengewässer zogen.
Der auf urzeitliche Haie spezialisierte Forscher John-Paul (JP) Hodnett von der Kommission für Parks und Planung der Region Maryland–National Capital (MNCPPC) identifizierte die Fossilien gemeinsam mit dem Paläontologieprogramm des US-Nationalparkdienstes.
Die Funde sorgen für besondere Aufmerksamkeit, weil sie Einblicke in Meereslebensräume liefern, die existierten, als Teile des heutigen östlichen Nordamerikas von einem warmen Meer bedeckt waren.
Ctenacanth-Haie finden
Bei den neu beschriebenen Haien handelt es sich um Troglocladodus trimblei und Glikmanius careforum; beide gehören zur Gruppe der Ctenacanth-Haie.
Mit einer Länge von rund 3–3,6 Metern (10–12 Fuss) lagen sie grössenmässig in einem Bereich, der an einen Weissspitzen-Hochseehai erinnert.
Gesammelt wurden die Haifossilien aus verschiedenen Kalkstein-Formationen, die im mittleren bis späten Mississippium abgelagert wurden.
Im grösseren Zusammenhang zeigen diese Schichten, dass die damaligen Lebensräume unter flachen Meeren lagen und eine grosse Vielfalt an Fischen trugen. In dem Höhlensystem wurden inzwischen mehr als 70 urzeitliche Fischarten identifiziert.
Ein teilweise erhaltenes Kieferstück eines jungen Glikmanius careforum lieferte neue Details zu Knorpelgewebe – ein Material, das nur selten gut fossil überliefert ist.
Da knorpelige Reste von Haien häufig zerbrechlich sind und durch Verwitterung leicht zerstört werden, ist ihr Erhalt in einem geschützten Raum besonders wertvoll.
Fachleute betonen, dass das neu zugeordnete Material die laufenden Diskussionen darüber vertieft, wie sich Hai-Gruppen diversifizierten, während sich der Superkontinent Pangäa formte.
Zusammenarbeit und Geländearbeit
„Jede neue Entdeckung in der Mammoth Cave wird durch Zusammenarbeit möglich“, sagte Parkleiter Barclay Trimble vom Mammoth-Cave-Nationalpark.
Forschende und Freiwillige suchten in verborgenen Gängen, Flusskanälen und sogar in engen Kriechstrecken nach entscheidenden Fossilien.
An diesen Einsätzen beteiligten sich auch Mitglieder der Höhlenforschungsstiftung. Der Name Glikmanius careforum wurde gewählt, um die wertvolle Unterstützung dieser Organisation im Gelände zu würdigen.
Der teilweise erhaltene Knorpel dieses Genus deutet auf einen kurzen Kopf mit kräftigem Biss hin, der möglicherweise dem Beutefang kleinerer Fische und von Orthokonen diente – tintenfischähnlichen Tieren mit langgestreckten Schalen.
Evolutionäre Veränderungen nachzeichnen
Troglocladodus trimblei fällt durch ein verzweigtes Zahndesign auf, das dabei half, Beute in den Meeren des Mississippiums festzusetzen.
Dieser urzeitliche Jäger teilte sich vermutlich ein küstennahes Umfeld mit G. careforum – in Gewässern, die das Gebiet des heutigen Kentucky und Alabama bedeckten.
Nach Einschätzung der Forschenden lebten diese Haie wahrscheinlich in ufernahen Lebensräumen, in denen Knochenfische, schalentragende Organismen und weitere Meerestiere in grosser Zahl vorkamen.
Wenn die Fossilien über mehrere Gesteinshorizonte hinweg verfolgt werden, lässt sich daraus ableiten, wie sich die Umwelt im Verlauf der Zeit veränderte.
Der Meeresspiegel in den Küstenzonen stieg und fiel, während sich Landmassen aufeinander zubewegten und sich schrittweise zu einem einzigen Kontinent verbanden.
Diese grossräumigen Prozesse prägten Verbreitung und evolutionäre Entwicklungslinien urzeitlicher Haie wie T. trimblei und G. careforum.
Wie Haifossilien erhalten bleiben
Die Teams im Gelände verbrachten viele Stunden unter Tage, um winzige Zahnfragmente sorgfältig zu kartieren und zu bergen. Das anfängliche Interesse wurde durch einen einzelnen Zahn von T. trimblei geweckt, den Parkleiter Trimble auf einer Tour im Jahr 2019 erstmals entdeckte.
Erfahrene Höhlenkundler und Geologen stimmten sich eng ab, damit jedes Stück sicher geborgen werden konnte – im Bewusstsein, dass bereits ein Fehltritt die empfindlichen Überreste beschädigen könnte.
Die Forschung in der Mammoth Cave hat zudem Diskussionen angestossen, wie zerbrechliche Fossilien in schwer zugänglichen Passagen am besten geschützt werden können. Fachleute verweisen darauf, dass die stabilen Höhlentemperaturen dazu beitragen, solche Entdeckungen in gutem Zustand zu bewahren.
Die Parkverwaltung hat diese neuen Daten ausserdem in Leitlinien für künftige Forschung integriert, damit weitere Hinweise auf das Meeresleben vor 325 Millionen Jahren gefunden werden können.
Bedeutung der Fossilien von Ctenacanth-Haien
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nutzen die Funde, um lokale Fossilsammlungen mit Exemplaren aus vergleichbaren Zeitabschnitten in anderen Regionen der Welt abzugleichen.
Die Dokumentation von Körpergrössen, Zahnstellungen und Skelettdetails ermöglicht es, eine deutlichere Zeitleiste der Hai-Evolution zu erstellen.
Solche umfassenden Untersuchungen machen Veränderungen in der Fischvielfalt sichtbar, die eintraten, als sich Ozeane wandelten und Landmassen zusammenrückten.
Zudem verknüpfen Fachleute die Fossildaten mit Erkenntnissen aus Knochenfisch-Funden, Korallenstrukturen und weiterer Meeresfauna. Dieser kombinierte Ansatz zeichnet ein vollständiges Bild urzeitlicher Meereslebensräume und zeigt, wie sich manche Arten anpassten, während andere verschwanden.
Die zwei neuen fossilen Haie aus der Mammoth Cave unterstreichen, dass selbst gut bekannte geologische Regionen über viele Jahre hinweg Überraschungen bereithalten können.
Lehren aus Ctenacanth-Haien
Die Mammoth Cave liefert weiterhin Einblicke in eine verschwundene Küstenlinie, die sich über das heutige Kentucky, Europa und Nordafrika erstreckte.
T. trimblei und G. careforum sind lediglich zwei neue Einträge in einem ständig wachsenden Fossilkatalog – und erinnern daran, dass Erkundungen zugleich Antworten und neue Fragen hervorbringen.
In vieler Hinsicht zeigen diese urzeitlichen Haie, wie sich Puzzleteile der Erdgeschichte nach und nach zusammenfügen. Die Teams vor Ort möchten nun herausfinden, was in tieferen Kammern oder hinter engen Durchlässen verborgen liegt.
Die nächste Untersuchungsphase könnte fortschrittlichere Bildgebung sowie behutsame Freilegungen in weniger bekannten Gängen umfassen, gestützt auf neue Kartierungstechniken.
Solche Funde fördern eine breitere Wertschätzung für den wissenschaftlichen Stellenwert des Höhlensystems – weit über seine Ausdehnung oder seine optischen Besonderheiten hinaus.
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