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Die wichtigsten und schönsten Funde von der weltberühmten Fossil-Lagerstätte des Monte San Giorgio, die seit Juli 2003 auf der UNESCO-Liste der Weltkulturerbe steht, bilden das Kernstück des Paläontologischen Museums. Es handelt sich dabei um vorzüglich erhaltenes Material von Fischen und Meeressauriern.
Für Forschung und Lehre am Paläontologischen Institut werden jedoch auch fossile Wirbellose verstärkt gesammelt, so dass das Museum inzwischen über beachtenswertes Material von Wirbellosen vor allem aus der Trias und dem Jura Mitteleuropas verfügt.
Ein weiteres Forschungs- und Sammelgebiet der Zürcher Paläontologen stellen die tertiären und quartären Säugetiere aus der Molasse bzw. aus den eiszeitlichen und nacheiszeitlichen Ablagerungen in der weiteren Umgebung der Stadt dar.
Ausserdem konnte 1994 eine bedeutende Wirbeltier-Sammlung mit 33 Millionen Jahre alten Schädeln und Skeletten aus oligozänen Sedimenten der White River Badlands der USA angekauft werden. Damit besitzt der Kanton Zürich heute, neben den 240 Millionen Jahre alten triassischen Fischen und Meeressauriern aus den Tessiner Kalkalpen, eine zweite international wichtige paläontologische Sammlung.
Abbildung: Unterkiefer von Microchoerus, einem Halbaffen (oben) und von Cebochoerus, einem kleinen Paarhufer. Eozän von Dielsdorf/ZH. Kieferlänge des Paarhufers: 5cm.
Saurier aus der Mitteltrias des Tessins
Die Tessiner Wirbeltier-Fossilien stammen aus mitteltriassischen Sedimenten des Monte San Giorgio und wurden im Verlauf systematischer Grabungen zwischen 1924 und 1975 in der Besano-Formation (Grenzbitumenzone) und in den Meride-Kalken geborgen. Sie wurden anschliessend in Zürich präpariert und wissenschaftlich bearbeitet.
Zur Zeit der Mitteltrias existierte in jenem Gebiet ein flaches, wahrscheinlich nicht mehr als 100 m tiefes Meeresbecken, das auf einer Karbonatplattform im westlichen Teil der sogenannten Tethys, einem Teil des erdumspannenden Ozeans jener Zeit, lag. Die Verbindung zum offenen Meer war zeitweise eingeschränkt oder unterbrochen. Die Folge der fehlenden Durchmischung der Wassersäule war ein sauerstoffarmer bis -freier Bodenbereich, in dem die anfallenden Wirbeltier-Leichen in der Regel weder von Aasfressern noch von Strömungen zerstört wurden. Das am Monte San Giorgio geborgene Fossil-Material umfasst deshalb oft vollständig erhaltene Skelette, bei denen es sich um weltweit einzigartige Forschungsobjekte und Exponate handelt.
Fische
An Fischen kommen am Monte San Giorgio Knorpelfische (Haie) und Knochenfische (Strahlen- sowie Fleischflosser, primär mit Schmelzschuppen) vor. Die meisten am Monte San Giorgio gefundenen Knochenfische sind Strahlenflosser.
Häufig sind kleine und mittelgrosse Formen von weniger als 5 cm bis etwa 30 cm Länge. Diese Fische von sehr unterschiedlicher Gestalt haben ökologisch wahrscheinlich eine ähnliche Rolle gespielt wie die heutigen Korallen- und Lagunenfische. Aber auch grosswüchsige Strahlenflosser sind mit Colobodus (bis 70 cm), Saurichthys (bis 1 m) und Birgeria (bis 1,5 m Länge) bekannt. Während die häufig gefundenen Colobodus und Saurichthys sicherlich im damaligen marinen Tessiner Randbecken lebten, war die zum ausdauernden Schwimmen befähigte sehr grosse Birgeria ein Raubfisch des offenen Meeres und damit wahrscheinlich ein seltener Irrgast.
Die Fleischflosser sind vertreten durch kleinwüchsige Actinistia (Ticinepomis), zu denen auch der erst 1938 vor der Ostküste Afrikas entdeckte, im Pazifik lebende 1,80 m lange Quastenflosser Latimeria gehört. Die Quastenflosser sind besonders interessant, da sich aus ihnen, nach derzeitigem Kenntnisstand, die Tetrapoden (Landwirbeltiere) entwickelt haben.
Lebensbild des Ganoidfisches Birgeria stensioei (Länge 1.20m)
An Reptilien sind am Monte San Giorgio vor allem aquatische Saurier nachgewiesen, die sekundär zu einem Leben im Meer zurückgekehrt sind:
Sauropterygia (Paddelechsen)
Bei den Sauropterygi handelt es sich um von der Trias bis zum Ende der Kreidezeit lebende Saurier. In der Trias kommen nur ursprüngliche Formen, sogenannte Nothosauria (Bastardsaurier), vor. Typisch sind die relativ kleinen Pachypleurosaurier, bei denen es sich um die häufigsten Wirbeltier-Fossilien vom Monte San Giorgio handelt, aber auch grosse Formen wie Ceresiosaurus (Länge 2,30 m) oder Paranothosaurus (Länge 3,80 m) sind von dort bekannt. Die Fortbewegung erfolgte bei diesen Reptilien durch seitliches Schlängeln des Körpers und unter Einsatz der Extremitäten. Von manchen werden sie auch als "Robben" des Mesozoikums bezeichnet.
Lebensbild von Ceresiosaurus calcagnii (Lariosauridae) aus der Mitteltrias des Monte San Giorgio.
Ichthyosauria (Fischsaurier)
Die Ichthyosaurier lebten von der Trias bis zur mittleren Kreide. Hauptsächlich im Jura waren es die hinsichtlich ihrer Körperform am weitestgehend an ein Leben im Wasser angepassten Reptilien. Die Extremitäten der Fischsaurier waren zu Flossen umgewandelt. Ein Landgang, z.B. zur Eiablage, war daher nicht mehr möglich. Sie waren lebendgebärend, wie durch den ausgestellten Fund eines trächtigen Mixosaurier-Weibchens mit Embryonen-Resten von mindestens drei Individuen direkt nachgewiesen werden kann. Am Monte San Giorgio kommen vor allem kleine Fischsaurier, wie die Gattung Mixosaurus, die maximal 1.5 m lang wurden, vor. Aber auch verschiedene, mehrere Meter lange Shastasauriden, wie Cymbospondylus, sind nachgewiesen. Ichthyosaurier waren Schlängelschwimmer. Je nachdem wie gross das Körpersegment war, das als Antrieb benutzt wurde, lassen sich verschiedene Schwimmweisen (aalartig bis fast thuniform) unterscheiden.
Weibchen des Fischsauriers Mixosaurus cornalianus aus der Mitteltrias des Monte San Giorgio TI, mit Resten zerfallener Embryonen
Placodontia (Pflasterzahnsaurier)
Nur auf die Trias beschränkte Saurier mit kofferförmigem Rumpf und kombiniertem Greif-Knack-Gebiss mit Fang- und Quetschzähnen zum Lösen bzw. Aufnehmen und Knacken hartschaliger Nahrung wie Muscheln. Seit ihrem ersten Auftreten in der frühen Trias lassen sich eine ungepanzerte und eine gepanzerte Entwicklungslinie unterscheiden. Auch am Monte San Giorgio kommen eine ungepanzerte (Paraplacodus, Länge 1,50 m) und eine gepanzerte Form (Cyamodus, Länge 1,30 m) vor. Wenig oder gar nicht gepanzerte Pflasterzahnsaurier schwammen wahrscheinlich mit Hilfe seitlicher Bewegungen des Körpers und zwar vor allem mit dem Schwanz. Bei gepanzerten Placodontiern - manche hatten hinsichtlich ihres Aussehens Ähnlichkeiten mit Schildkröten - war eine solche Fortbewegungsweise nicht möglich. Sie müssen im Wasser die Gliedmassen benutzt haben.
Neben diesen drei wohl bekanntesten mesozoischen Gruppen mariner Saurier, sind am Monte San Giorgio weitere aquatische Reptilien nachgewiesen. Am auffälligsten im Museum ist wohl der langhalsige Giraffenhalssaurier Tanystropheus von über 5 m Länge. Aber auch ein wahrscheinlich am Ufer damaliger Meere lebendes Reptil (Macrocnemus, Länge bis 1 m) und ein grosser Landraubsaurier des Hinterlandes (Ticinosuchus Länge 2,50 m) sind aus dem Tessin bekannt.
Wirbellose (Invertebrata)
Die ebenfalls am Monte San Giorgio vorkommenden Reste fossiler Wirbelloser werden hauptsächlich für die Stratigraphie verwendet, d.h. für die Alterseinstufung der Sedimente. Hierzu dienen vor allem die dort gefundenen Ammonoideen (Kopffüsser) und Muscheln. Ausserdem sind Nautiloideen, Dibranchiata (beides Kopffüsser) und sogenannte Conodonten nachgewiesen. An Pflanzen finden sich Kalkalgen und Reste von urspünglichen Nadelbäumen (Voltzia).
Seit 1994 graben Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen des Paläontologischen Instituts und Museums erneut am Monte San Giorgio, diesmal in Zusammenarbeit mit dem Naturhistorischen Museum in Lugano.