Wann wurde Amerika eins?

Der Streit um die Bildung der Landbrücke zwischen Norden und Süden geht in die nächste Runde, er tobt seit Jahren innerhalb eines Instituts.

Wenn Anthony Coates und Carlos Jaramillo einander in ihrem Institut zufällig über den Weg laufen, dann rückt der eine drei Finger in die Höhe, der andere antwortet mit beiden Händen und noch einmal einer: 15! Das geht in aller Freundlichkeit, die Formen werden gewahrt am Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) in Balboa, Panama. In der Sache hingegen sind die Fronten hart, es geht darum, wann die Natur eines ihrer größten Experimente unternahm und die beiden Amerikas mit einer Landbrücke verband, dem Isthmus von Panama. Er schnitt den früher durchgehenden Ozean entzwei, in Pazifik und Atlantik bzw. Karibik, das veränderte das Antlitz der Erde, bis hin zum Nordpol. Der war früher nicht vereist, erst die neuen Zirkulationen der Meere und der Lüfte sorgten dafür.

Dass der Isthmus nicht immer da war, bemerkte 1866 der Biologe Albert Günther: Von 158 Fischarten, die er an der Ost- und Westküste Panamas vor die Augen bekam, waren 48 identisch. Kurz darauf fiel Alfred Wallace – dem Wallace, der unabhängig von und parallel zu Darwin die Evolutionstheorie entwickelte – auf dem Land etwas auf: Irgendwann waren Tiere aus dem Norden in den Süden gewandert und umgekehrt, man nennt es heute GABI: Great American Biota Interchange. Wann war der? Viele Fossilien deuten darauf hin, dass er vor etwa drei Millionen Jahren in Schwung kam, da tauchten in Nordamerika Beuteltiere und Igel aus dem Süden auf, und im Süden Pferde und Säbelzahntiger aus Nordamerika.

Die Ersten waren sie allerdings nicht, manche hatten sich früher auf die Wege gemacht: Der flugunfähige südamerikanische Terrorvogel – ein drei Meter hoher Jäger – verbreitete schon vor fünf Millionen Jahren Schrecken in Texas, bald folgte ihm ein friedlicherer Gigant, ein Riesenfaultier. Und der erste Nordamerikaner, ein Waschbär, hatte gar vor 7,3 Millionen Jahren nach Argentinien gefunden. Trotzdem einigte man sich auf die drei Millionen Jahre, auf sie deutete vieles, was Mitarbeiter des STRI über Jahrzehnte zusammengetragen haben, Sauerstoffisotopen in Foraminifera etwa, das sind schalentragende Einzeller. Sie fanden sich in Bohrkernen aus Sedimenten von Westund Ostküste. Und sie hatten auf beiden Seiten die gleichen Isotopenmuster – bis vor vier Millionen Jahren, dann änderten sich die Welten: In der Karibik begann der Salzgehalt allmählich zu steigen, im Pazifik war es umgekehrt: Es gab immer weniger direkten Wasseraustausch, am Ende ging es nur noch in eine Richtung und über den Isthmus hinweg: Was in der Karibik verdunstete, wurde vom Wind nach Westen getrieben, dann regnete es ab (Science 217, S. 350).

Und die Karibik wurde nicht nur salziger, in ihr setzten sich auch immer mehr Karbonate ab, die Meeresströmungen waren träger geworden, vor 3,5 Millionen Jahren reagierte das Leben und ließ erste Korallen gedeihen. Zugleich wurden rasch wachsende Austern von weniger hungrigen abgelöst, offenbar kam kein nährstoffhaltiges Tiefenwasser aus dem Pazifik mehr. Auch andere Biomarker deuteten darauf, dass die letzte Verbindung zwischen den nun zwei Meeren bald darauf abriss und der Isthmus fertig war. Störenfriede. Aber 2012 wurde der Friede gestört, aus dem eigenen Haus. Jaramello hatte mit seinem Kollegen Camilo Montes (Bogota) eine einzigartige Chance genutzt: Der Panamakanal wurde erweitert, seine Verwaltung gab Bauabschnitte vorweg für Paläontologen und Geologen frei, und Forschungsgeld noch dazu. Das brachte den Paläontologen reiche Beute – wie schon einmal, hundert Jahre früher, beim Bau des Kanals –, und den beiden Geologen eine Überraschung: Sie datierten Gesteine von einer Halbinsel im Nordwesten des Kanals und im Südosten, in einem Gebirge, das sich weit hinab zieht bis nach Kolumbien.

Datiert wurde nach dem Goldstandard: Der misst Uranisotope und ihre Zerfallsprodukte, Blei und Thorium. Die finden sich in Zirkonen, sie sind meist vulkanischen Ursprungs und lagern vielerorts in der Region, der Isthmus wurde durch tektonische Ereignisse aufgebaut.

„Als wir unserer Studie begannen, hatten wir keine Probleme mit den drei Millionen Jahren“, erinnerte sich Montes 2013 (Science 341, S. 230). Das änderte sich: Die Zirkone im Südwesten sind 15 Millionen Jahre alt, so wie die im Nordosten auch, und: Sie tragen die gleichen chemischen Signaturen. Aber die gibt es sonst nirgends in Südamerika, sie müssen aus dem Norden gekommen sein, in einem Fluss. Und der muss auf bzw. durch etwas geflossen sein: Der Isthmus war da, vor 15 Millionen Jahren (Science 384, S. 226).

Das zündete, auf Kongressen und in Publikationen schlug das ISTR-Imperium zurück: drei Millionen! Trotzdem fanden die 15 immer mehr Anhänger, auch unter Biologen, wieder hauseigenen: Christine Bacon las diesen Mai aus gegenwärtigem und Paläoleben gar ein Isthmus-Alter von 23 Millionen Jahren (Pnas 112, S. 6110).

Deshalb hat die erodierende Mehrheit des ISTR, Coates mit dabei, noch einmal alle Kräfte gesammelt und in einem Review – also in einer Arbeit, in der schon Bekanntes zusammengefasst wird – die drei Millionen gar noch etwas minimiert: Vor 2,8 Millionen Jah-

Vor drei Mio. Jahren kamen viele Tiere aus Nordamerika in den Süden – und vice versa. Vor 15 Mio. Jahren kamen Mineralien aus dem Norden in den Süden – über Land.

ren sei es gewesen. Und: Zirkone mit der alles entscheidenden Signatur gäbe es sehr wohl auch in Südamerika (Science Advances 17. 8.).

Wer hat recht? Der Laie wundert sich über die Härte des Streits und wiegt den Kopf: Die 15 Millionen haben das Problem, dass das große Wandern erst vor drei Millionen Jahren begann. Manche versuchen das mit einem Klimawandel zu lösen, der einen Weg frei machte, der längst vorhanden, aber nicht beschreitbar war: Wälder wichen, Savannen kamen. Das überzeugt nicht sehr, aber die drei Millionen Jahre tun es auch nicht: Wie hätte just der flugunfähige Terrorvogel das Meer überqueren sollen? Auf Treibholz, antwortet der Review und verweist auf das Beispiel Madagaskar. Aber dorthin schafften es keine großen Tiere, nur kleine. Was bleibt? Vielleicht hat sich der Isthmus früh und regional geschlossen und ist dann wieder aufgebrochen und hat endgültig erst vor den drei Millionen Jahren zusammengefunden.