Die Huayuan-Biota ist eine Fossillagerstätte aus dem frühen Kambrium in der südchinesischen Provinz Hunan. Diese Konzentrat- und Konservatlagerstätte vom Burgess-Shale-Type (BST) mit 8.681 klassifizierten fossilen Überresten ist für die Erforschung mariner Ökosysteme nach dem ersten großen Massenaussterben des Phanerozoikums (Sinsk-Ereignis) von Bedeutung.
Die zwischen 2021 und 2024 gesammelten Daten ergaben mit 161 floristisch und faunisch identifizierten Arten ein beeindruckendes Abbild des kambrischen Lebens zwischen dem Sinsk-Ereignis und der informellen 2. Serie des mittleren Kambriums.
Die Funde zeichnen sich durch eine exzellente Erhaltung von Weichteilgewebe aus, wobei Arthropoda, Porifera und Cnidaria die fossile Gemeinschaft dominieren.
Von besonderem Interesse sind die engen taxonomischen Verbindungen zum nordamerikanischen Burgess-Shale, was auf einen transozeanischen Austausch von Arten hindeutet.
Geologische Lage
Geologischer Rahmen In einem paläogeographischen Kontext befinden sich das Gebiet der Fossillagerstätte auf dem Yangtze-Block, einer tektonischen Großstruktur im Süden und Südosten Chinas. Er bildet einen eigenständigen, alten Erdkrustenblock (Kraton), der einst Teil des Superkontinents Rodinia war und später als Teil des Südchina-Blocks am Rande von Gondwana driftete, bevor er sich in den ostasiatischen Kontinent integrierte.
Die Fossilien stammen aus der 100 bis 658 Meter mächtigen Balang-Formation. Diese Formation besteht überwiegend aus feinkörnigem klastischen Gestein wie graue, gelblich-grüne und dunkelgraue bis schwarze Tonschiefer, sowie Mergel und Schluffsteine und ist in vier Member (Abschnitte) unterteilt.
Member 1: besteht aus dunkelgrünem Schiefer
Member 2: besteht aus schwarzem Schiefer und Karbonatknollen, die zur Oryctocarell duyunensis Zone gehören.
Member 3: besteht aus grauem kalkhaltigem Schiefer mit sehr dünnen, hellfarbigen Schluffsteinschichten. Hier lassen sich mindestens 12 Schichten mit Rutschfalten und 3 Schichten mit Rutschlinsen erkennen, was auf eine kontinentale Hanglage hindeutet.
Member 4: besteht aus grauen Schluffstein mit mikroskaligen Kugel- und Kissen Strukturen sowie einen zunehmenden Anteil dünner Kalkstein-Schichten.
Der 12 Meter mächtige Renkupo Steinbruch, aus dem die Fossilien stammen, befindet sich im oberen Teil von Member 3.
Entstehungsgeschichte Die Huayuan-Biota entstand in geologisch kurzer Zeit nach dem Sinsk-Ereignis.
Im ökologischen Kontext entstand die Biota vermutlich in der Umgebung einer tiefmarinen Übergangs Zone zwischen Außenschelf und Kontinentalrand. Während des Aussterbens in flachmarinen Küstengewässern bildete sich eventuell ein geschütztes Refugium in dem nicht nur ältere Arten überlebten, sondern sich auch neue ökologische Gruppen entwickeln konnten. Die geologische Ablagerung erfolgte vermutlich in einer Tiefe von 50–100 Metern.
Millimeter- bis zentimeterdünne Laminationen und häufig auftretende Gleitfalten (engl.: Slump Folds), sowie Rutschungslinsen in Member 3 belegen eine instabile Hangsituation und episodische, rasche Sedimentationsereignisse.
Eine anoxische Zone am Meeresboden, könnte den Verwesungsprozess gestoppt haben. Eine andere Hypothese besagt jedoch, dass die schnelle Ausfällung von Calcit unmittelbar nach der sedimentären Einbettung die Betten versiegelt haben könnte und dadurch die Wasserzirkulation verhinderte, wodurch die Organismen ebenfalls dem BST entsprechend erhalten blieben.
Datierung Die geologische Epoche der Biota wird in das Kambrium, genauer in die 4. Stufe der 2. Serie datiert. Das Absolute Alter der Fundstelle wird auf etwa 512 Millionen Jahren geschätzt. Zur biostratigraphischen Einordnung stützt sich die Datierung primär auf Leitfossilien, insbesondere auf Trilobiten der Arthricocephalus chauveaui-Zone.
Die Huayuan-Biota füllt eine bedeutende Lücke in der fossilen Überlieferung des Kambriums. Zeitlich gesehen liegt sie genau mittig, zwischen älteren Fundstätten der 3. Stufe des Kambriums, wie beispielsweise die Chengjiang oder Qingjiang (ca. 520 Millionen Jahren), und den jüngeren Biotas des Miaolingiums, wie dem Burgess-Shale (ca. 507–508 Millionen Jahren). Bis dato gab es kaum Fossile Lagerstätten mit einer solch hochen Diversität und dem BST entsprechend.
Taphonomie
Die Fundstellen zeichnen sich durch eine außergewöhnlich gute Erhaltung von Weichkörperteilen aus, die dem BST entsprechen.
Das Weichgewebe der Organismen ist typischerweise primär als dunkle, kohlenstoffhaltige Filme erhalten geblieben. Oft sind diese Filme diagenetisch durch sekundäre Schichten aus sparitischem Calcit oder eisenreichen Mineralen überprägt. Ursprungliche phosphatische Erhaltung biomineralisierter Skleritplatten mit Bildung von Pyritkörnern auf den Skleriten, sind teilweise ebenfalls noch erhalten.
Aufgrund dieser feinen Form der Taphonomie lassen sich selbst neuronale Strukturen, wie optische Neuropile und fast vollständige Nervensysteme, sowie Verdauungstrakte mit Divertikeln, aber auch äußere Zellstrukturen wie Kammreihen von Cephalopoden, Tentakel, Kiemen und feine fadenförmige Strukturen nachweisen.
Das Vorkommen vollständig artikulierter Exemplare benthischer Organismen, wie Poriferen und gestielten Brachiopoden, sowie kollektiv agierender Tiere, wie Vetulicolia und Sphenoecium, zeigen, dass viele Fossilien in situ, also direkt, oder nach sehr kurzen Transportwegen sedimentär eingebettet wurden.
Fossilinhalt
Flora In der Huayuan-Biota wurden insgesamt acht Arten floristischer Mikroorganismen identifiziert, unter anderem sechs Arten von Algen und 2 Arten von Cyanobakterien. Eine spezifische taxonomische Einordnung der Funde liegt zum aktuellen Zeitpunkt nicht vor.
Im näheren Umfeld der Biota, liegt die überlagernde Qingxudong-Formation, welche kalkbildene Mikroben (Calcimicrobes) beinhaltet. Darunter die Gattung Epiphyton, Renalcis, Girvanella, Kenella und Nicholsonia.
Fauna - Invertebraten Die BST Fossillagerstätte der Huayuan-Biota beherbergt eine außergewöhnliche Vielfalt an wirbellosen Tieren. Es wurden insgesamt 143 Tierarten aus 16 Stämmen identifiziert. Davon waren in etwa 59 % Neuentdeckungen, weswegen einige mit vorläufigen Bezeichnungen (z. B. „sp. nov.“ oder „new genus A“) geführt werden.
Arthropoda Radiodonta Guanshancaris kunmingensis Caryosyntrips serratus Verschiedene neue Hurdiiden (new hurdiid A, B, orale Zapfen) Anomalocarididen Trilobita Arthricocephalus chauveaui Arthricocephalus xinzhaiheensis Oryctocarella duyunensis Duyunaspis duyunensis Longaspis paiwuensis Balangia balangensis Changaspis elongata Redlichia (Pteroredlichia) chinensis Breviredlichia sp. nov. Artipoda Naraoia taijiangensis / Naraoia sp. nov. Helmetia sp. nov Sidneyia cf. expanctans Marrella sp. nov Mollisonia sp. nov. Neue Tegopeltiden-Form Marrellomopha Marrella sp. nov. (früher als Marrella sp. indet. geführt) Isoxyida Isoxys acutangulus / Isoxys sp. nov. Surusicaris sp. nov. Comptaluta inflata / Comptaluta sp. (Bradoriida) Tuzoia sp. nov. Branchiocaris Waptiiden (neue Waptia-artige Formen) Porifera (umfasst insgesamt 33 Arten, davon 14 neue, hier nur einige aufgefasst) Leptomitus teretiusculus Choia carteri Hamptonia bowerbanki Crumillospongia sp. nov. Takakkawia-ähnlicher Schwamm Cnidaria Archotuba elongata / Archotuba sp. nov Galeactena sp. nov. (Ctenophora mit Statolith) Priapulida & Palaeoscolecida Wronascolex geyiensis Tylotites sp. nov. Corynetis sp. nov. Ancalagon Lobopida Hallucigenia sp. nov. Paucipodia-ähnliche Form Luolishaniide Annelida Lophophora & Spirallia Eohadrotreta duyunensis Askepasma transversalis Palaeobolus sp. nov. Nisusia sp. nov. Diandongia sp.nov. Mollusca Orthrozanclus-ähnlicher Halwaxiide (new halwaxiid) Monoplacophora Hyolitha Triplicatella und Haplophrentis sp. nov. Deutestomia Tunicata Hemichordata Enteropneust Pterobranchia Vetulicolia Cambroernida Echinodemata
Forschungsgeschichte
Wissenschaftliche Ausgrabungen Die geologische Erforschung der Balang-Formation begann im Jahr 1959 mit der Entdeckung beziehungsweise Erstbeschreibung durch Yang Jingzhi und Qian Yiyuan.
Ursprünglich waren Fossilvergesellschaftungen dieser Formation vor allem aus der Provinz Guizhou bekannt.
Die ersten Entdeckungen von BST Fossilien in der Balang-Formation von Hunan, speziell bei Paiwu, wurden 2013 durch Qing Liu und Qianping Lei dokumentiert.
Zwischen 2021 und 2024 führte ein Forschungsteam um Hang Zeng, Qi Liu und weitere Mitglieder des Nanjing Institute of Geology and Palaeontology der chinesischen Akademie der Wissenschaften sowie anderer Forschungseinrichtungen, intensive systematische Grabungen im Steinbruch Renkupo durch.
Publikationen Die Erstbeschreibung der Huayuan-Biota erfolgte durch Zeng et al. (2026) „A Cambrian soft-bodied biota after the first Phanerozoic mass extinction“ im Fachmagazin Nature.
Einen begleitenden Kommentar zur Bedeutung der Biota im Kontext des SinskEreignisses, verfasste Douglas Erwin (2026) „Paleontology: A diverse biota in the shadow of a mass extiction?“.
Eine detaillierten Analyse zur Mikrofazies der Region findet sich in Su et al. (2023) „Microfacies and paleoenvironment of microbialites of the Cambrian (Stage 4) Qingxudong Formation in the Huayuan area, northwestern Hunan Province, southern China“.
Literatur
Weblinks Pteraspidomorphi: Overview. In: palaeos.com
Einzelnachweise
Kategorie:Fossillagerstätte in China Kategorie:Geographie (Hunan) Kategorie:Kambrium