21. Mär. 2014

Schnitt durch ein 180 Millionen Jahre altes Farn-Rhizom aus dem schwedischen Jura.

40 Jahre lang wartete im Archiv des schwedischen Naturkunde-Museums in Stockholm ein Pflanzenfossil auf seine Untersuchung. Jetzt erwies es sich als paläontologischer Schatz: Bei dem unscheinbaren Fossil handelt es sich um ein 180 Millionen Jahre altes Farn-Rhizom, bei dem selbst die Chromosomen noch zu erkennen sind. Näheres steht in der neuen "Science".

In den 1960er Jahren fand ein Bauer im südschwedischen Korsaröd ein Fossil: etwas, das wie eine schmale Farnwurzel aussah, aber irgendwie seltsam. Deshalb sandte er es an das schwedische Naturkunde-Museum in Stockholm in der Hoffnung, mehr darüber zu erfahren. Doch manchmal ist es wie verhext. Immer wieder fehlte die Zeit für die Analyse des Stücks. Schließlich starb der Mann vor zehn Jahren, ohne zu erfahren, welchen Dienst er der Wissenschaft mit seinem Fund erwiesen hatte. Denn jetzt offenbarten moderne Hightech-Analysen, dass dieses Fossil wirklich außergewöhnlich gut erhalten war: "Wir erkannten nicht nur Zellwände, sondern auch Kerne und Zellorganellen. Besser noch: Einige der Zellen teilten sich gerade, und wir erkennen sogar die einzelnen Chromosomen", beschreibt Stephen McLoughlin vom schwedischen Naturkunde-Museum in Stockholm. 

Vergleich von Zellen des fossilisierten Farns mit denen einer rezenten Pflanze.

Vergleich von Zellen des fossilisierten Farns mit denen einer rezenten Pflanze.

Bild: Science/Benjamin Bomfleur
Detailausschnitt aus dem fossilisierten Rhizom eines 180 Millionen Jahre alten Farn-Rhizoms. Zu sehen sind Zellen, Zellkerne und -organellen.

Detailausschnitt aus dem fossilisierten Rhizom eines 180 Millionen Jahre alten Farn-Rhizoms. Zu sehen sind Zellen, Zellkerne und -organellen.

Bild: Science/Benjamin Bomfleur
Röntgenaufnahme des 180 Millionen Jahre alten Farnfossils aus dem schwedischen Jura.

Röntgenaufnahme des 180 Millionen Jahre alten Farnfossils aus dem schwedischen Jura.

Bild: Science/Benjamin Bomfleur
Wedel des heutigen Königsfarns, der sich seit dem Jura offenbar kaum verändert hat.

Wedel des heutigen Königsfarns, der sich seit dem Jura offenbar kaum verändert hat.

Bild: Science/Benjamin Bomfleur
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Vergleich von Zellen des fossilisierten Farns mit denen einer rezenten Pflanze.

Bild: Science/Benjamin Bomfleur

Detailausschnitt aus dem fossilisierten Rhizom eines 180 Millionen Jahre alten Farn-Rhizoms. Zu sehen sind Zellen, Zellkerne und -organellen.

Bild: Science/Benjamin Bomfleur

Röntgenaufnahme des 180 Millionen Jahre alten Farnfossils aus dem schwedischen Jura.

Bild: Science/Benjamin Bomfleur

Wedel des heutigen Königsfarns, der sich seit dem Jura offenbar kaum verändert hat.

Bild: Science/Benjamin Bomfleur

Den Datierungen zufolge geschah es vor 180 Millionen Jahren: In den Pflanzenzellen war die Zellteilung gerade im Gange, als ein Vulkanausbruch sie unterbrach. Er löste einen Lahar aus, eine vulkanische Schlammlawine, die sich den Hang hinab und unter anderem auch über den Farn hinweg wälzte: "Anscheinend riss die Welle dabei das Farn-Rhizom heraus und begrub es", erklärt Benjamin Bomfleur, deutscher Postdoc am Naturkunde-Museum und Hauptautor der Studie. Kurz darauf schossen zwischen 70 und 120 Grad Celsius heiße, mineralbeladene vulkanische Wässer hindurch. Dabei kristallisierte Kalzit aus, der den Inhalt der organischen Zellen bis ins feinste Detail fixierte. Das Ganze muss sehr schnell abgelaufen sein: Einige Stadien dieser Zellteilungsprozesse laufen in lebenden Pflanzen innerhalb von 15 bis 20 Minuten ab.

Zellstrukturen werden nur sehr selten fossil überliefert, und bislang sind solche Berichte immer bezweifelt worden. Diesen Fund hier mache schon das schiere Volumen des Gewebes, in dem Zellkerne und Chromosomen zu erkennen sind, einmalig, so die Forscher. Der Farn aus dem Erdzeitalter Jura hat heute lebende Verwandte: Es sind die weit verbreiteten Königsfarne. Benjamin Bomfleur erklärt: "Wenn wir die Strukturen dieses 180 Millionen Jahre alten Fossils mit denen heute lebender Königsfarne vergleichen, sind sie im Grunde genommen identisch." So sind die Zellkerne des Fossils genauso groß wie die eines modernen Königsfarns. Dabei hänge die Größe des Zellkerns auch davon ab, wieviel DNA sozusagen hinein gepackt werden muss, beschreibt Stephen McLoughlin: "Das legt nahe, dass sich die Größe des Genoms in den vergangenen 180 Millionen Jahren nicht wirklich verändert hat. Sie sind lebende Fossilien."