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Mesozoic elasmobranch fish (sharks, skates, and rays)
ecology and diversity patterns before extinction events
Arnaud Begat
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Geowissenschaften, Geographie und Astronomie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doktoratsstudium Naturwissenschaften: Erdwissenschaften
Betreuer*in
Jürgen Kriwet
DOI
10.25365/thesis.81688
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-12845.55501.768146-5
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Elasmobranchii (Hai und Rochen) stellen eine der erfolgreichsten Fischgruppen dar, die im Laufe ihrer Evolutionsgeschichte zahlreiche kleinere und größere Aussterbeereignisse überstanden haben. In unseren heutigen Meeresökosystemen nehmen Elasmobranchier eine relativ hohe trophische Ebene ein und besiedeln ein breites Spektrum von Lebensräumen, das von Süßwasser bis zu tiefen Meeresumgebungen reicht. Eine der wichtigsten Evolutionsphasen ist der Zeitraum zwischen dem Jura und der frühen Kreidezeit, der mit einer bedeutenden Radiation unter den Elasmobranchiern einherging, aus der fast alle heute in unseren Ozeanen lebenden Hauptgruppen der Elasmobranchier hervorgingen. Trotz ihrer sehr reichen Evolutionsgeschichte sind die Fossilienfunde hinsichtlich ihrer früheren Verbreitung in der Umwelt lückenhaft, insbesondere für den oben genannten Zeitraum. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die frühere Verbreitung der Elasmobranchen während des Jura zu untersuchen, indem verschiedene fossilienreiche Fundstätten in Europa mit unterschiedlichen paläoökologischen Bedingungen untersucht werden. In dieser Arbeit wenden wir einen ersten Ansatz an, der darin besteht, die Paläodiversität der Elasmobranchier aus den Lagerstätten des späten Jura in Europa neu zu bewerten, bevor wir die Zahnmerkmale und möglichen Variationen der geborgenen Elasmobranchier-Skelette untersuchen. Auf der Grundlage der erzielten Ergebnisse wird die Kimmeridgium Elasmobranchier Assemblage von Mahlstetten (Süd-Deutschland) untersucht, aus der mehr als siebenhundert isolierte Zähne geborgen wurden. Die Fossilienansammlung, die mit offenen Meeres- und Offshore-Umgebungen in Verbindung gebracht wird, zeigt eine sehr vielfältige Zusammensetzung, die in ihrer Häufigkeit von Protospinaciformes und Synechodontiformes dominiert wird. Die Zusammensetzung der Ansammlung steht in starkem Kontrast zu zeitgenössischen Fundorten, die mit küstennahen oder geschützten Umgebungen der europäischen Lagerstätten in Verbindung gebracht werden. Es ist bemerkenswert, dass zwei Arten, die auf isolierten Zähnen beruhen, Jurascyllium magnum und Curvorudentis prorogatus, zuvor der Protospinaciformes bzw. Synechodontiformes zugeordnet wurden. Die Neubewertung ihrer Zahnmerkmale zeigt jedoch, dass beide Taxa die Typusarten zweier neuer Galeomorphen-Gattungen darstellen. Während Jurascyllium magnum nach Diskussionen über die orectolobiformen Zahnmerkmale der orectolobiformen Gattung zugeordnet wird, kann Curvorudentis prorogatus aufgrund der einzigartigen Merkmale des Gebisses der Gattung keiner genauen Ordnung innerhalb der galeomorphen Überordnung zugeordnet werden. Die taxonomischen Ergebnisse unserer Revision der holomorphen Elasmobranchierfossilien aus europäischen Lagerstätten und die Untersuchung der Mahlstettener Assemblage ermöglichen einen Vergleich der europäischen Elasmobranchierfaunen während des Intervalls vom mittleren Jura bis zur frühen Kreide. Für einen solchen Vergleich wird eine Matrix des Vorhandenseins/Fehlens von Elasmobranchier-Gattungen für jeden Fundort erstellt, einschließlich zusätzlicher Informationen über das Alter und die Paläoumwelt, bevor nMDS-Analysen in Verbindung mit ANOSIM-Analysen durchgeführt werden. Die Ergebnisse lassen eine klare Differenzierung der Fauna zwischen den nMDS-Flächen des mittleren Jura und der Unter-kreide erkennen, während sich die des späten Jura mit den beiden vorherigen nMDS-Flächen überschneidet. Allerdings ist hier kein klares paläoökologisches Signal zu erkennen. Schließlich untersuchen wir einen einzigartigen Fall von Räuber-Beute-Interaktion, der sich aus der Erhaltung eines holomorphen Hais aus der Lagerstätte La Voulte-sur-Rhône (Südfrankreich) ergibt. In Verbindung mit Tiefseesedimenten und einem mittleren Jura-Alter ermöglicht die besondere Erhaltung des untersuchten fossilen Hai-Exemplars die Konservierung von Mageninhalt, der einem teuthoiden Gladius entspricht und den frühesten und direkten Beweis für das Rauben von Kopffüßern durch einen modernen Hai darstellt. Diese Entdeckung ist ein wichtiger Schritt zum Verständnis der Ernährungsgewohnheiten von Haien in der Tiefsee während des mittleren Juras. Die Ergebnisse meiner Dissertation zeigen deutlich, dass die Überprüfung des Gebisses holomorpher Elasmobranchier in fossilen Aufzeichnungen von größter Bedeutung ist. Diese Ergebnisse ermöglichen es zweifellos, unser Wissen über die verschiedenen Faktoren, die die Variationen der Zahnmerkmale beeinflussen, zu erweitern. Sie bieten auch eine solide Grundlage für die Revision zeitgenössischer Taxa, die nur auf isolierten Zähnen beruhen, und ermöglichen es, Revisionen der Paläodiversität von Elasmobranchen in Angriff zu nehmen.
Abstract
(Englisch)
Elasmobranchii (sharks, skates and rays) represent one of the most successful groups of fishes that faced and survived to numerous minor and major extinction events throughout their evolutionary history. In current marine ecosystems, elasmobranchs occupy mostly a relatively high trophic level and occupy a wide range of environment ranging from Freshwater to deep marine environments. One of the most important evolutionary phases is the Jurassic – Early Cretaceous interval that corresponds to an important radiation event among elasmobranch fishes, leading to the apparition of almost all the main group of elasmobranch fishes swimming in our recent ocean. Despite displaying a very rich evolutionary history, the fossil record remains incomplete in regards of their past environmental distribution, even more during the interval evoked above. The objective of this thesis is to investigate the past distribution of elasmobranchs during the Jurassic, by studying various fossiliferous sites of Europe associated with different palaeoenvironmental settings. In this thesis, I applied a first approach that consists of re-evaluating the palaeodiversity of elasmobranchs from Late Jurassic Lagerstätten of Europe, before to evaluate the dental traits and possible variations of the recovered elasmobranch skeletons. Based on the obtained results, the Kimmeridgian elasmobranch assemblage of Mahlstetten (South Germany), from which more than seven hundreds of isolated teeth were recovered, have been be studied. Associated with open marine and offshore settings, the fossil assemblage revealed a well-diversified fauna, dominated in abundance by protospinaciforms and synechodontiforms. The assemblage composition contrasts strongly with contemporaneous localities associated with nearshore or protected settings of the European Lagerstätten. It is noteworthy that two species based on isolated teeth, Jurascyllium magnum and Curvorudentis prorogatus, were previously assigned to protospinaciforms and synechodontiforms, respectively. However, the re-evaluation of the dental characters highlights that both taxa represent the type-species of two new galeomorph genera. While Jurascyllium magnum is assigned to orectolobiforms after discussions on orectolobiform dental characters, Curvorudentis prorogatus cannot be assigned to a precise order within the galeomorph super-order, due to unique characters displayed its dentition. The taxonomic results provided by my revision of the holomorphic elasmobranch fossils from European Lagerstätten, and by the study of the Mahlstetten assemblage, allow to compare the European elasmobranch faunas during the Middle Jurassic to Early Cretaceous interval. To do such comparisons, a matrix of presence/absence of elasmobranch genera for each locality was gathered, including additional information regarding the age and the palaeoenvironment, before to perform nMDS analyses combined with ANOSIM analyses. The outcomes allow to identify a clear faunal differentiation between Middle Jurassic and Early Cretaceous nMDS plots, while the one of the Late Jurassic overlaps both of the previous nMDS plots. However, no clear palaeoenvironmental signal can be perceived here. Finally, I studied a unique case of predator-prey interaction, corresponding to the preservation of a holomorphic shark recovered from La Voulte-sur-Rhône Lagerstätte (South France). Representing deep-sea sediments of Middle Jurassic age, the peculiar preservation of the studied fossil shark specimen allowed the preservation of gastric content, corresponding to a teuthoid gladius, witnessing the earliest and direct evidence of cephalopod predation by a modern shark. This discovery represents an important step to comprehend the feeding habits of shark in deep-sea environments during the Middle Jurassic. The results of my thesis strongly demonstrate that revising the dentition of holomorphic elasmobranchs in the fossil record is of a paramount importance. These results allow to undoubtedly enhance our knowledge of the various factors affecting dental character variations. They also provide a solid base to revise contemporaneous taxa only based on isolated teeth, enabling to reconsider the palaeodiversity of elasmobranchs.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Elasmobranchii Paläontologie Später Jura Mesozoikum Paläoichthyologie
Schlagwörter
(Englisch)
Elasmobranchii Palaeontology Mesozoic Late Jurassic Palaeoichthyology
Autor*innen
Arnaud Begat 
Haupttitel (Englisch)
Mesozoic elasmobranch fish (sharks, skates, and rays)
Hauptuntertitel (Englisch)
ecology and diversity patterns before extinction events
Publikationsjahr
2026
Umfangsangabe
viii, 340 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Paolo Brito ,
Philippe Janvier
Klassifikation
30 Naturwissenschaften allgemein > 30.00 Naturwissenschaften allgemein. Allgemeines
AC Nummer
AC17967479
Utheses ID
80664
Studienkennzahl
UA | 796 | 605 | 426 |