Phanerozoikum

@article{raup1972taxonomic,
    author = "Raup, David M.",
    title = "Taxonomische Vielfalt während des Phanerozoikums",
    year = "1972",
    journal = "Science",
    url = "https://doi.org/10.1126/science.177.4054.1065",
    doi = "10.1126/science.177.4054.1065",
    number = "4054",
    pages = "1065-1071",
    volume = "177"
}

@misc{cloud1977new1,
    author = "Cloud, P. E. und Morrison, K. und Lo, S. O",
    title = "Neue spät präphanerozoische und früheste phanerozoische (?) Mikrofloras aus Ostsibirien",
    year = "1977",
    howpublished = "Geological Society of America, Abstracts with Programs, v. 9, no. 12",
    note = "talkorigins\_source = {true}; raw\_reference = {Cloud, P. E., Morrison, K., und Lo, S. O., 1977, Neue spät präphanerozoische und früheste phanerozoische (?) Mikrofloras aus Ostsibirien: Geological Society of America, Abstracts with Programs, v. 9, no. 12.}"
}

@article{hallam1977secular,
    author = "Hallam, A.",
    title = "Sekuläre Veränderungen der marinen Überflutung der UdSSR und Nordamerikas während des Phanerozoikums",
    year = "1977",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/269769a0",
    doi = "10.1038/269769a0",
    number = "5631",
    pages = "769-772",
    volume = "269"
}

@misc{hallam1977secular2,
    author = "Hallam, A",
    title = "Sekuläre Veränderungen der marinen Überflutung der UdSSR und Nordamerikas während des Phanerozoikums",
    year = "1977",
    howpublished = "Nature, v. 269, p. 769-772",
    note = "talkorigins\_source = {true}; raw\_reference = {Hallam, A., 1977, Sekuläre Veränderungen der marinen Überflutung der UdSSR und Nordamerikas während des Phanerozoikums: Nature, v. 269, p. 769-772.}"
}

Viele neue empirische Belege über die Ebenen der phanerozoischen paläoprovinzialität und der Artenvielfalt innerhalb paläo-Gemeinschaften erlauben nun eine Neubewertung der Muster der marinen Diversität. Daten zu Mustern der paläoprovinzialität werden aus der Literatur zusammengestellt und mittels eines stochastischen Computersimulationsmodells bewertet. Die Simulation basiert auf den Statistiken moderner Muster der Diversität und des Endemismus, die konservativ auf die paläoprovinzialen Muster extrapoliert werden, sowie auf Schätzungen der Artendauer aus dem Fossilbericht. Die mit den paläoprovinzialen Mustern verbundenen Artenvielfaltswerte werden dann für zeitliche Veränderungen der Artenverpackung in Gemeinschaften korrigiert, wie sie von Bambach (1977) aus Studien zu paläo-Gemeinschaften bestimmt wurden. Das Modell hat somit eine empirische Grundlage durchgängig. Darüber hinaus ist es frei von Verzerrungen, die durch die unterschiedliche Erhaltung von Taxa im Raum und in der Zeit entstehen können. Das Paläozoikum und das Mesozoikum waren durch eine geringe Provinzialität und eine geringe durchschnittliche Artenvielfalt gekennzeichnet, in der Größenordnung von 38.000 bis 40.000 Arten, obwohl es signifikante Schwankungen in den stehenden Diversitäten gab. Im Känozoikum stieg die Provinzialität deutlich an, hauptsächlich durch das Auftreten latitudinaler Provinzketten, und die durchschnittliche Artenvielfalt stieg auf etwa 240.000. Heute liegt sie über 350.000; dies ist eine Größenordnung höher als der paläozoische Durchschnitt.

@article{valentine1978a,
    author = "Valentine, James W. and Foin, Theodore C. and Peart, David",
    title = "A provincial model of Phanerozoic marine diversity",
    year = "1978",
    journal = "Paleobiology",
    abstract = "Much new empirical evidence on the levels of Phanerozoic paleoprovinciality and of species diversity within paleocommunities now permits a reevaluation of marine diversity patterns. Data on paleoprovincial patterns are assembled from the literature and evaluated by means of a stochastic computer simulation model. The simulation is based on the statistics of modern patterns of diversity and endemism extrapolated conservatively to the paleoprovincial patterns and on estimates of species duration from the fossil record. The species diversities associated with the paleoprovincial patterns are then corrected for temporal changes in species packing in communities as determined by Bambach (1977) from studies of paleocommunities. The model thus has an empirical basis throughout. Furthermore it is free of biases that can arise due to the differential preservation of taxa in space and time. The Paleozoic and Mesozoic were characterized by low provinciality and low average species diversity, on the order of 38,000 to 40,000 species, although there were significant fluctuations in standing diversities. In the Cenozoic, provinciality rose markedly, primarily through the appearance of latitudinal provincial chains, and average species diversity rose to about 240,000. Today it stands over 350,000; this is an order of magnitude greater than the Paleozoic average.",
    url = "https://doi.org/10.1017/s0094837300005686",
    doi = "10.1017/s0094837300005686",
    number = "1",
    pages = "55-66",
    volume = "4"
}

Zwischen der Ausbreitungsfläche von Gesteinen, die während eines bestimmten geologischen Zeitalters in nicht-marinen Sedimenten abgelagert wurden, und der beobachteten Vielfalt von Gefäßpflanzen für dasselbe Zeitalter besteht eine starke Korrelation; jedoch können Diversitätsresiduen, die charakteristisch für bestimmte Zeiträume sind, zugrundeliegende biologische Ursachen haben. Veränderungen der Diversität innerhalb der Flora über die Zeit deuten darauf hin, dass schrittweise Zunahmen der Artenbesetzung in Gemeinschaften mit den großen evolutionären Innovationen der Tracheophyten einhergingen. Gesamtdaten und Daten zur Diversität innerhalb der Flora legen nahe, dass der Verlauf der Vielfalt von Landpflanzen in Nordamerika in seiner Natur ähnlich, aber nicht in seiner zeitlichen Einordnung dem für marine Wirbellose abgeleiteten Verlauf entspricht.

@article{knoll1979phanerozoic,
    author = "Knoll, Andrew H. und Niklas, Karl J. und Tiffney, Bruce H.",
    title = "Phanerozoic Land-Plant Diversity in North America",
    year = "1979",
    journal = "Science",
    abstract = "Zwischen der Ausbreitungsfläche von Gesteinen, die während eines bestimmten geologischen Zeitalters in nicht-marinen Sedimenten abgelagert wurden, und der beobachteten Vielfalt von Gefäßpflanzen für dasselbe Zeitalter besteht eine starke Korrelation; jedoch können Diversitätsresiduen, die charakteristisch für bestimmte Zeiträume sind, zugrundeliegende biologische Ursachen haben. Veränderungen der Diversität innerhalb der Flora über die Zeit deuten darauf hin, dass schrittweise Zunahmen der Artenbesetzung in Gemeinschaften mit den großen evolutionären Innovationen der Tracheophyten einhergingen. Gesamtdaten und Daten zur Diversität innerhalb der Flora legen nahe, dass der Verlauf der Vielfalt von Landpflanzen in Nordamerika in seiner Natur ähnlich, aber nicht in seiner zeitlichen Einordnung dem für marine Wirbellose abgeleiteten Verlauf entspricht.",
    url = "https://doi.org/10.1126/science.206.4425.1400",
    doi = "10.1126/science.206.4425.1400",
    number = "4425",
    pages = "1400-1402",
    volume = "206"
}

@article{hallam1981diversity,
    author = "Hallam, A.",
    title = "Diversity changes of marine organisms through the Phanerozoic",
    year = "1981",
    journal = "Nature",
    url = "https://doi.org/10.1038/293428a0",
    doi = "10.1038/293428a0",
    number = "5832",
    pages = "428-428",
    volume = "293"
}

@misc{sepkoski1981phanerozoic3,
    author = "Sepkoski, J. J. und Bambach, R. K. und Raup, D. M. und Valentine, J. W",
    title = "Phanerozoische marine Vielfalt und der Fossilbericht",
    year = "1981",
    howpublished = "Nature, v. 293, p. 435",
    note = "talkorigins\_source = {true}; raw\_reference = {Sepkoski, J. J., Bambach, R. K., Raup, D. M., und Valentine, J. W., 1981, Phanerozoische marine Vielfalt und der Fossilbericht: Nature, v. 293, p. 435.}"
}

@incollection{sepkoski1992biotic,
    author = "Sepkoski, J. John und Schopf, J. William",
    title = "Biotic Diversity and Rates of Evolution During Proterozoic and Earliest Phanerozoic Time",
    year = "1992",
    booktitle = "The Proterozoic Biosphere",
    url = "https://doi.org/10.1017/cbo9780511601064.013",
    doi = "10.1017/cbo9780511601064.013",
    pages = "521-566"
}

Der Fossilbericht liefert direkte Beweise dafür, wie sich die Vielfalt im Laufe der Zeit verändert hat, kann aber nicht wörtlich genommen werden. Diversitätskurven, die durch das Zählen von Taxa im Gesteinsbericht konstruiert wurden, sind stark verzerrt durch die Unebenheit des geografischen und stratigraphischen Sammelns, die Ungleichheit des für die Probenahme verfügbaren Gesteinsberichts und inkonsistente taxonomische Praktiken. Die Standardisierung der Proben entfernt einige Verzerrungen, überwindet aber keine allgemeineren Probleme der Unvollständigkeit. Modellierungen, die potenzielle Verzerrungen berücksichtigen, sind ein neuerer Ansatz, benötigen jedoch genaue Schätzungen des Gesteinsberichts und konsistente taxonomische Daten. Es bleibt Unsicherheit darüber, ob der steile Anstieg der Vielfalt in den letzten 100 Ma real ist oder eine Verzerrung der Probenahme widerspiegelt. Der wiederholte Anstieg und Abfall der marinen Vielfalt im Laufe der Zeit korreliert eng mit der räumlichen Ausdehnung sedimentärer Ablagerungen und unabhängigen Schätzungen der Qualität des Fossilberichts, was auf einen gemeinsamen treibenden Faktor hindeutet, nämlich tektonisch vermittelte Meeresspiegeländerungen. Ob Veränderungen der Vielfalt primär biologischen Ursprungs sind oder eine Verzerrung der Probenahme widerspiegeln, bleibt jedoch umstritten. Es besteht die deutliche Möglichkeit, dass viele der scheinbaren Anstiege und Abfälle der Vielfalt über das Phanerozoikum, einschließlich der meisten „Massenaussterben", entweder teilweise oder ganz auf Verzerrungen des Gesteinsberichts zurückzuführen sind.

@article{smith2007marine,
    author = "SMITH, ANDREW B.",
    title = "Marine diversity through the Phanerozoic: problems and prospects",
    year = "2007",
    journal = "Journal of the Geological Society",
    abstract = "The fossil record provides direct evidence of how diversity has changed over time, but cannot be taken at face value. Diversity curves constructed from counting taxa in the rock record are seriously biased by unevenness of geographical and stratigraphical sampling effort, inequality in the rock record available for sampling, and inconsistent taxonomic practice. Sample standardization removes some bias, but does not overcome more general incompleteness problems. Modelling that accounts for potential biases is a newer approach but needs accurate estimates of rock record and consistent taxonomic data. Uncertainty remains over whether the steep rise in diversity over the last 100 Ma is real or reflects sampling bias. The repeated rise and fall of marine diversity over time correlates closely with the areal extent of sedimentary deposits and independent estimates of the quality of the fossil record, implying a common driving factor, namely tectonically mediated sea-level change. However, whether changes in diversity are primarily biological in origin, or reflect sampling artefact, remains contentious. There is a distinct possibility that many of the apparent rises and falls in diversity over the Phanerozoic, including most of the ‘mass extinctions’, arise either partially or entirely from rock record bias.",
    url = "https://doi.org/10.1144/0016/76492006-184",
    doi = "10.1144/0016/76492006-184",
    number = "4",
    pages = "731-745",
    volume = "164"
}

Biologische Interaktionen wie Konkurrenz, Prädation und Nischenkonstruktion sind grundlegende Treiber der Biodiversität auf lokaler Ebene, doch ihre langfristige Wirkung während der Erdgeschichte bleibt umstritten. Um ihre Rolle zu testen und potenzielle Grenzen der Biodiversität zu erforschen, bestimmen wir die innerhalb-Habitat- (Alpha), zwischen-Habitat- (Beta) und gesamte (Gamma) Diversität von benthischen marinen Wirbellosen für phanerozoische geologische Formationen. Wir zeigen, dass eine Zunahme der Gamma-Diversität im gesamten Phanerozoik konsistent durch eine Zunahme der Alpha-Diversität erzeugt wird. Die Beta-Diversität treibt die Gamma-Diversität nur in frühen Stadien der Diversifizierung an, bleibt aber stationär, sobald ein bestimmtes Gamma-Niveau erreicht ist. Dieses Muster ist während der frühen bis mittleren paläozoischen Perioden vorherrschend, während die Kopplung von Beta- und Gamma-Diversität in Richtung der Gegenwart zunehmend schwächer wird. Im Allgemeinen wurden Zunahmen der gesamten Biodiversität durch das Hinzufügen mehrerer Arten zu lokalen Habitaten erreicht, und offensichtlich erreichte dieser Prozess während des Phanerozoik nie die Sättigung. Unsere Ergebnisse liefern allgemeine Unterstützung für ein ökologisches Modell, in dem die Diversifizierung in aufeinanderfolgenden Phasen fortschreitender Ebenen biologischer Interaktionen stattfindet.

@article{hofmann2019diversity,
    author = "Hofmann, Richard und Tietje, Melanie und Aberhan, Martin",
    title = "Diversity partitioning in Phanerozoic benthic marine communities",
    year = "2019",
    journal = "Proceedings of the National Academy of Sciences",
    abstract = "Biologische Interaktionen wie Konkurrenz, Prädation und Nischenkonstruktion sind grundlegende Treiber der Biodiversität auf lokaler Ebene, doch ihre langfristige Wirkung während der Erdgeschichte bleibt umstritten. Um ihre Rolle zu testen und potenzielle Grenzen der Biodiversität zu erforschen, bestimmen wir die innerhalb-Habitat- (Alpha), zwischen-Habitat- (Beta) und gesamte (Gamma) Diversität von benthischen marinen Wirbellosen für phanerozoische geologische Formationen. Wir zeigen, dass eine Zunahme der Gamma-Diversität im gesamten Phanerozoik konsistent durch eine Zunahme der Alpha-Diversität erzeugt wird. Die Beta-Diversität treibt die Gamma-Diversität nur in frühen Stadien der Diversifizierung an, bleibt aber stationär, sobald ein bestimmtes Gamma-Niveau erreicht ist. Dieses Muster ist während der frühen bis mittleren paläozoischen Perioden vorherrschend, während die Kopplung von Beta- und Gamma-Diversität in Richtung der Gegenwart zunehmend schwächer wird. Im Allgemeinen wurden Zunahmen der gesamten Biodiversität durch das Hinzufügen mehrerer Arten zu lokalen Habitaten erreicht, und offensichtlich erreichte dieser Prozess während des Phanerozoik nie die Sättigung. Unsere Ergebnisse liefern allgemeine Unterstützung für ein ökologisches Modell, in dem die Diversifizierung in aufeinanderfolgenden Phasen fortschreitender Ebenen biologischer Interaktionen stattfindet.",
    url = "https://doi.org/10.1073/pnas.1814487116",
    doi = "10.1073/pnas.1814487116",
    number = "1",
    pages = "79-83",
    volume = "116"
}

Der latitudinale Biodiversitätsgradient (LBG) ist ein grundlegendes biologisches Muster, das heute bei Taxa und Ökosystemen zu beobachten ist, doch seine Treiber bleiben trotz intensiver Forschung unklar. Paläontologische Daten könnten wertvolle Hinweise aus Verteilungen der Vielfalt in Intervallen mit unterschiedlichen Konfigurationen des Erdsystems liefern, einschließlich potenzieller Analogien zukünftiger Klimaregime. Die genaue Charakterisierung dieser Verteilungen ist jedoch schwierig, da der geografische Umfang der Abdeckung des Fossilberichts sich im Laufe der Zeit ändert und dadurch Verzerrungen entstehen, die von den meisten vorherigen Studien nicht quantifiziert wurden. Hier versuchen wir eine umfassende Dokumentation der latitudinalen Biodiversitätsverteilungen mariner Wirbellose über die letzten 540 Millionen Jahre, wobei wir explizit regionale Unterschiede in der Vielfalt und der Stichprobengröße berücksichtigen. Wir zeigen große Unsicherheiten auf, wenn man aktuelle Fossildaten in diesem Maßstab verwendet. Dennoch sind einige Signale erkennbar. Wir zeigen, dass die Biodiversität mariner Tiere mit zunehmendem Paläobreiten und mit abnehmender Temperatur während mindestens einiger Intervalle seit dem Perm (298,9 Ma) zurückging. Zusätzlich finden wir, dass der LBG im Durchschnitt flacher war, wenn das Klima der Erde heißer war, obwohl dieses Signal schwach ist. Wir dokumentieren auch eine starke, systematische Verzerrung aufgrund intensiver Stichproben des Fossilberichts in Nordamerika und insbesondere Europa, die dazu geführt haben könnte, dass vorherige Studien fälschlicherweise einen Biodiversitätspeak in mittleren Breiten während warmer Intervalle der Erdgeschichte ableiteten. Unsere Ergebnisse bieten eine Basis dafür, was aktuelle Fossildatenbanken uns über phanerozoische LBGs mariner Tiere verraten könnten, und deuten darauf hin, dass die quantitative Bewertung von Unsicherheiten und systematischen Verzerrungen zentral sein wird, um das Wissen über geografische Variationen der Vielfalt im Laufe der Erdgeschichte voranzutreiben.

@article{benson2025marine,
    author = "Benson, Roger B.J. und Close, Roger A. und Antell, Gawain T. und Whittaker, Robert J. und Valdes, Paul und Farnsworth, Alex und Lunt, Daniel J. und Shen, Shuzhong und Fan, Junxuan und Saupe, Erin E.",
    title = "Marine animal diversity across latitudinal and temperature gradients during the Phanerozoic",
    year = "2025",
    journal = "Palaeontology",
    abstract = "Der latitudinale Biodiversitätsgradient (LBG) ist ein grundlegendes biologisches Muster, das heute bei Taxa und Ökosystemen zu beobachten ist, doch seine Treiber bleiben trotz intensiver Forschung unklar. Paläontologische Daten könnten wertvolle Hinweise aus Verteilungen der Vielfalt in Intervallen mit unterschiedlichen Konfigurationen des Erdsystems liefern, einschließlich potenzieller Analogien zukünftiger Klimaregime. Die genaue Charakterisierung dieser Verteilungen ist jedoch schwierig, da der geografische Umfang der Abdeckung des Fossilberichts sich im Laufe der Zeit ändert und dadurch Verzerrungen entstehen, die von den meisten vorherigen Studien nicht quantifiziert wurden. Hier versuchen wir eine umfassende Dokumentation der latitudinalen Biodiversitätsverteilungen mariner Wirbellose über die letzten 540 Millionen Jahre, wobei wir explizit regionale Unterschiede in der Vielfalt und der Stichprobengröße berücksichtigen. Wir zeigen große Unsicherheiten auf, wenn man aktuelle Fossildaten in diesem Maßstab verwendet. Dennoch sind einige Signale erkennbar. Wir zeigen, dass die Biodiversität mariner Tiere mit zunehmendem Paläobreiten und mit abnehmender Temperatur während mindestens einiger Intervalle seit dem Perm (298,9 Ma) zurückging. Zusätzlich finden wir, dass der LBG im Durchschnitt flacher war, wenn das Klima der Erde heißer war, obwohl dieses Signal schwach ist. Wir dokumentieren auch eine starke, systematische Verzerrung aufgrund intensiver Stichproben des Fossilberichts in Nordamerika und insbesondere Europa, die dazu geführt haben könnte, dass vorherige Studien fälschlicherweise einen Biodiversitätspeak in mittleren Breiten während warmer Intervalle der Erdgeschichte ableiteten. Unsere Ergebnisse bieten eine Basis dafür, was aktuelle Fossildatenbanken uns über phanerozoische LBGs mariner Tiere verraten könnten, und deuten darauf hin, dass die quantitative Bewertung von Unsicherheiten und systematischen Verzerrungen zentral sein wird, um das Wissen über geografische Variationen der Vielfalt im Laufe der Erdgeschichte voranzutreiben.",
    url = "https://doi.org/10.1111/pala.70006",
    doi = "10.1111/pala.70006",
    number = "3",
    volume = "68"
}