Autor: Torsten Purle (steine-und-minerale.de) | Letzte Aktualisierung: 24.04.2024

Koprolith

Koprolith - Entstehung und Herkunft

englisch: coprolite, paleofeces

Koprolithen = Versteinerte Exkremente urzeitlicher Lebewesen

Der Begriff Koprolith stammt aus dem Altgriechischen und wird wortwörtlich mit Kotstein übersetzt. Der Mediziner Ludwig August Kraus (1777 bis 1845) definiert „Coprolithus“ 1830 in Anspielung auf das Alter und die Entstehung als „Kothstein, versteinertes Excrement, vorweltliches Excrement“.

Die Bezeichnung Koprolith wiederum ist William Buckland (1784 bis 1856) zu verdanken. 1829 veröffentlichte der Geologe und Paläontologe seine Abhandlung „On the discovery of coprolites or fossil faeces in the Lias at Lyme Regis, and in other formations“.
Dem vorangegangen war die Entdeckung der bis dato unbekannter knolliger Versteinerungen durch die Fossiliensammlerin und „Princess of Paleontology“ Mary Anning (1799 bis 1847) im Jahr 1824, die sie unmittelbar neben Dinosaurierskeletten in Lyme Regis an der Südküste England fand. Anning und führende Paläontologen identifizierten diese zunächst als Magensteine/Bezoarsteine oder versteinerte Lärchenzapfen (siehe Meyer´s Conversations-Lexikon, 1850).
Buckland interessierte sich ebenfalls für den Fund, den er mit kleinen Septarienkernen („they form the nuclei of small septaria“) verglich, d.h. Kalkkonkretionen mit durch Austrocknung verursachten Schrumpfungsrissen. Im Zuge weiterer Untersuchungen der Zusammensetzung und der Position in der Afterregion des Ichthyosauriers („prescence in the abdominal region of numerous skeletons of Ichthysosauri“) kam er zu dem Schluss, dass es sich um fossile Stoffwechselendprodukte prähistorischer Lebewesen handelte.

Merkmale von Koprolithen

Als Koprolith werden die versteinerten Exkremente verschiedener Tiere zusammengefasst, die vor Millionen von Jahren die Erde bevölkerten.
Die Bestimmung des Ursprungs der Koprolithen gestaltet sich nicht immer einfach. Einen Anhaltspunkt gibt es dennoch, denn anhand der Zusammensetzung und „Fremdmaterialien“ im Kotstein können Rückschlüsse gezogen werden, ob die Verdauungsreste von Pflanzen- oder Fleischfressern ausgeschieden wurden. So können Koprolithen sowohl Dinosauriern als auch von Schildkröten und (Raub-)Fischen zugeordnet werden. Die Koprolithen von Haien stellen eine besondere Ausnahme dar, da deren versteinerter Kot leicht anhand der spiralförmigen Gestalt zu erkennen ist.

Die Größe von Koprolithen ist sehr variabel und teilweise als solches nur schwer auszumachen, allen voran die nur wenige Millimeter kleinen Versteinerungen, sog. Fäkalpellets, die 5 bis 10 cm langen Exemplaren bei einem Durchmesser von 2 bis 5 cm gegenüber stehen (Im Thurm, 1866). Der Mineraloge und Geologe Friedrich Walchner (1799 bis 1865) beschreibt die Größe von Koprolithen 1829 bildhafter, insofern die die Größendimensionen von Koprolithen „zwischen der einer kleinen Kartoffel und eines Hanfkorns“ wechseln.
Laut Albert (2011) kann die Größe der steinernen Ausscheidungen ein erster Hinweis auf die Größe des Stuhlgangerzeugers sein. Ähnliches meinte Buckland bereits 1837, dem zufolge Koprolithen das Abbild der „Gestalt und Grösse des Magens und Darmkanals“ darstellen.

Die Formenvielfalt von Koprolithen gleicht in etwa der heutiger Tiere: von linsenförmig bis rund oder elliptisch in die Länge gezogen, „einige sind platt und ohne bestimmte Gestalt, als wären sie in halbflüßigem Zustande ausgeleert worden“ (Buckland, 1837), andere wiederum sind „denen der menschlichen Gallensteine ähnlich, stumpfeckig, theils sind sie kugelig wie Schafsexcremente, bald cylindrisch, wie die von Ratten und Mäusen, bald flach wie eine Bohne, oder endlich polyedrisch“ (Walchner, 1829).
Barthelt-Ludwig et al. (2004) stellten außerdem fest, dass der steinerne Kot von Herbivoren klein und rund ist. Dahingegen sind die Spuren der Verdauung von Fleischfressern wurstförmig-länglich.

Die Farbe von Koprolith wechselt zwischen hellbraun, braun bis grau und schwärzlich ab.
Frisch ausgegrabene Koprolithen sind vergleichsweise dunkel. Infolge der Verwitterung und Oxidation der mineralischen Bestandteile verblasst die Farbe, die sowohl von einheitlicher Färbung wie auch in verschiedenen Nuancen der Grundfarbe gemustert vorkommt.
Als Ursache für die Dunkelfärbung einiger Koprolithen sah Walchner, dass „die schwarze Substanz, welche die Excremente zuweilen färbt (…), wirklich von Tintenfischen herrühre, welche jene gewaltigen Saurier verschlungen haben“. Möglich sind aber Eisenoxide wie Markasit und Pyrit, die in der mineralischen Komposition von Koprolithen vorhanden sind.

Dass der urzeitliche Stuhlgang konserviert und vor der Zersetzung bewahrt wurde, hänge mit der Entstehung des Fossils zusammen, die unter Sauerstoffabschluß stattfand und stattdessen silikatische und karbonatische Mineralien die organischen Bestandteile ersetzten.
Bei der Auswertung von Koprolithen wurde herausgefunden, dass die Stoffwechselendprodukte von Karnivoren deutlich häufiger erhalten geblieben sind als die von Herbivoren, da Pflanzen eher der Zersetzung unterliegen, während der Speiseplan von Fleischfressern phosphathaltiger war und optimale Voraussetzungen zur Umwandlung in versteinerten Kot lieferte.
Koprolithen bestehen laut Barthelt-Ludwig (2004) zu 90 Prozent hauptsächlich aus Calciumphosphat. Der Rest entfällt auf Karbonate, Eisenoxide, Kieselsäure und Glaukonit, das sich an der leichten Grünfärbung einiger Koprolithen zeigt.

Neben den zu Stein gewordenen Verdauungsresten enthalten Koprolithen oftmals nicht verdauliche Komponenten wie bspw. Zähne, Fischschuppen, „Stacheln von Reptilien“ (Walchner), Schalen, schwer verdauliche Pflanzen(-teile) und Knochen verschiedener Größe, siehe Walchner: „in einem grossen Koprolithen fand W. Buckland einen Wirbelknochen von mehr als zwei Zoll im Durchmesser“ (entspricht ca. 5 cm).

Entgegen der Haptik anderer Fossilien sind Koprolithen vergleichsweise fragil, von „erdiger Substanz“, gleichen aber auch „verhärtetem Thon“ (Buckland, 1837), zerbrechen leicht und neigen – wenn bereits länger freigelegt – dazu, an der Oberfläche Schrumpfungsrisse zu bilden, die in scharfkantigen Bruchstellen münden.

Vorkommen von Koprolith

Koprolithen können theoretisch an allen Orten gefunden werden, die für Funde von Dinosaurierskeletten oder prähistorischen Reptilien bekannt sind und deren Muttergesteine Sedimentgesteine wie Kalkstein, Sandstein oder Mergel sind, oder aber metamorphe Gesteine, bei denen die Druckbelastung während der Entstehung relativ gering war, sodass Fossilien erhalten bleiben konnten.

Deutschlandweit gibt es zahlreiche Fundorte, an denen Koprolithen vorkommen, wie zum Beispiel die Region um Freiburg, Karlsruhe, Stuttgart und Tübingen, genau wie in den Gesteinen um Erlangen und Weißenburg, Messel und Goslar Koprolithen gefunden werden, sowie Niederröblingen im Mansfelder Revier oder am Steinbruch Bromacker bei Tambach-Dietharz in Thüringen.

Bedeutung von Koprolithen

Koprolithen sind vor allem für die Paläontologie interessant, insbesondere die Größe der Exkremente, die Schlussfolgerungen auf die Anatomie der ausgestorbenen Fauna liefert und das, was als unverdaulicher Teil in den Koprolithen versteckt ist und ein weiteres Puzzleteil zur Rekonstruktion des Lebens in der Urzeit ist.

Mit der Entdeckung der ersten Koprolithen in England entstand ein neuer Wirtschaftszweig: die Herstellung von Dünger aus Koprolithen, die wegen des hohen Phosphatgehalts eine einträgliche und leicht zu gewinnende Mineralstoffquelle waren. In Norfolk, Suffolk, Essex und Dorset wurden seit den 1850er Jahren „Mineralien und Fossilien, welchen einen großen Gehalt an phosphorsaurem Kalk haben“ abgebaut (Hartstein, 1853), in Fabriken aufbereitet und zur Verbesserung des Mineralstoffgehalts beim Anbau von Getreide und Wiesen (Schild, 1866) eingesetzt. In Ipswich/Suffolk zeugt die Coprolite Street auch heute noch von der Geschichte der Stadt.

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Quellen:
⇒ Kraus, L. A. (1826): Coprolithus. IN: Kritisch-etymologisches medizinisches Lexikon, oder Erklärung des Ursprungs der besonders aus dem Griechischen in die Medicin aufgenommenen Kunstausdrücke. Fernere Nachträge 1
⇒ Buckland, W. (1829): On the Discovery of Coprolites, or Fossil Fæces, in the Lias at Lyme Regis, and in other Formations. IN: Transactions of the Geological Society of London. Band 3
⇒ Walchner, F. A. (1829): Urweltliche Excremente. IN: Handbuch der gesammten Mineralogie in technischer Beziehung
⇒ Buckland, W. (1837): Innerer Bau des Ichthyosaurus und der fossilen Fische. IN: Die Urwelt und ihre Wunder
⇒ Reuss, A. E. (1845): Die Versteinerungen der Böhmischen Kreideformation
⇒ Cotta, B. v. (1844): Geschichte des organischen Lebens auf der Erde. IN: Geologische Bilder
⇒Meyer´s Conversations-Lexicon (1850): Ichthyologie, fossile. IN: Das grosse Conversations-Lexicon für die gebildeten Stände: Bd. Montez, Lola-Naxuana
⇒ Hartstein, E. (1853): Werth der Koprolithen als Düngungsmittel. Der Koprolith. IN: Vom englischen und schottischen Düngerwesen
⇒ Buckland, W. (1858): Plate 17. Coprolites. IN: Geology and Mineralogy Considered with Reference to Natural Theology
⇒ Im Thurm, J. H. (1866): Cambridge-Koprolithen. IN: Das landwirthschaftliche Düngerwesen nach C.-J.-A. Mathieu de Dombasle's hinterlassenen Schriften, eigenen Erfahrungen in der Schweiz und im Auslande, dem A. Ronna'schen Berichte über Superphosphate in England
⇒ Schild, J. (1866): Dr. Joseph Schild ein getreues Lebensbild : mit dem wohlgetroffenen Portrait
⇒ Barthelt-Ludwig, D., Heißig, K., Kowalke, T., Krings, M., Mayr, H., Nose, M. und Werner, W. (2004): Rätsel im Stein – Auf paläontologischer Spurensuche. IN: Begleitartikel zur gleichnamigen Sonderausstellung des Paläontologischen Museums München
⇒ Albert, R. (2011): Koprolithen aus dem Unterkeuper als Beispiel für die Koprolithengenese und -erhaltung | www.steinkern.de