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Wegbereiter der Kambrischen Explosion

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 19.07.2010 15:39

Für Charles Darwin war es der Knackpunkt seiner Theorie: die „Kambrische Explosion“, das abrupte Auftreten der Tiere vor 542 Millionen Jahren. Wie aus dem Nichts schienen sie aufzutauchen - und das passte so gar nicht zu seiner Idee, dass die Evolution langsam arbeitet, über Anpassungsprozesse von Generation zu Generation. Inzwischen ist die „Kambrische Explosion“ eher ein Schlagwort, denn in den 150 Jahren seit dem Erscheinen von Darwins "Ursprung der Arten" haben die Paläontologen die Spuren unserer Ahnen weiter zurück verfolgen können. Jetzt hat eine Forschergruppe unter Leitung der Universität Poitiers 2,1 Milliarden Jahre alte Fossilien von vielzelligem Leben gefunden.

Uralte KolonienIn der Nähe von Franceville im Südwesten des westafrikanischen Gabun fanden die Forscher um Abderrazak El Albani mehr als 250 Fossilien, die sie als Überreste hochorganisierter Kolonien von einzelligen Organismen ansehen. Die Fossilien von Franceville sind oval, bis zwölf Zentimeter lang, bis fünf Zentimeter breit und bis zu einen Zentimeter dick. Das ursprüngliche Gewebe hat offenbar zu den Rändern hin in Falten gelegen.

Die Forscher gehen davon aus, dass die Organismenkolonien ziemlich dicht auf dem Grund eines ruhigen Flussdeltas gewachsen sind. Sie kamen bei einer Bestandsaufnahme auf 40 Fossilien pro Quadratmeter. Da rund 300 Millionen Jahre zuvor die sogenannte "Große Sauerstoffanreicherung" der irdischen Atmosphäre stattgefunden hatte, bei der erstmals molekularer Sauerstoff in nennenswerter Menge freigesetzt worden war, enthielt auch das Flusswasser das für Vielzeller so lebenswichtige Gas.  Allerdings lag der Sauerstoffgehalt der Luft noch weit unter dem heutigen Wert, dafür gab es viel mehr Kohlendioxid.

Die Zeugnisse der Umweltbedingungen damals haben sich hervorragend erhalten, denn das Sediment, in dem die Fossilien gefunden wurden, ist in den 2,1 Milliarden Jahren seiner Geschichte nur zu Sandstein kompaktiert worden, durchlief aber keine drastische thermische oder chemische Veränderung. Die Fossilien sind irgendwann einmal pyritisiert worden und deshalb erhalten geblieben. Dabei wurde das organische Material sukzessive durch die Schwefel-Eisen-Verbindung ersetzt, wobei die räumliche Gestalt des Fossils bis ins Detail erhalten blieb. Doch daran, dass es sich bei den Pyritklumpen ursprünglich um biologisches Material handelt, haben die Forscher keinen Zweifel. Sowohl die Schwefel-Isotope des Pyrits als auch die Isotope des Restkohlenstoffs unterstützten dies, heißt es in dem "Nature"-Aufsatz.

StromatolithenSchon vor den jetzt gefundenen Organismenkolonien haben Einzeller zusammengelebt, etwa in Bakterienmatten oder Kolonien, wie den auch heute noch existierenden Stromatolithen. Diese gibt es bereits seit dem Archaikum, die ältesten unumstrittenen Fossilien sind 2,75 Milliarden Jahre alt, über 3,45 Milliarden Jahre alte Spuren wird noch diskutiert. "Gegenüber den Stromatolithen stellen unsere Funde allerdings einen ganz anderen Organisationsgrad dar", schreiben Albani und seine Kollegen in "Nature", "weil sie Signalübertragung von Zelle zu Zelle und koordinierte Aktion erfordern, vergleichbar mit dem, was vielzellige Organismen zeigen."

Die Forscher sehen die Kolonien als Vorläufer der späteren Vielzeller. "Allerdings ist es noch ein weiter Weg zu vielzelligen Organismen", so Team-Mitglied Stefan Bengtson vom Schwedischen Naturkundemuseum in Stockholm. Die Forscher haben in den Sedimenten auch Hinweise auf Sterane gefunden. Diese aus vier Ringmolekülen bestehenden Kohlenwasserstoffe werden von Geobiologen gern als Biomarker für Eukaryonten benutzt, Lebewesen, deren Zellen höher organisiert sind und einen Zellkern besitzen. Zu ihnen gehören alle höheren Organismen, während Bakterien und Archäen zu den Prokaryonten zählen. Die Forschergruppe will sich allerdings nicht so weit aus dem Fenster lehnen, und in ihren Fossilien die frühesten Vertreter der Eukaryonten sehen. "Dennoch wird der Bericht viel Aufsehen erregen", schätzt Philip Donoghue von der Universität Bristol, "denn sie sind der erste Nachweis, dass das Leben auf der Erde die Stufe der Vielzelligkeit erreichte."

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