Donnerstag, 14. April 2011

Neue Funde belegen: Schon frühes Leben an Land nutze sexuelle Fortpflanzung und Sonnenlicht

Fossiler Organismus vom Loch Torridon | Copyright: Oxford University/Martin Brasier

Sheffield/ England - Am schottischen Loch Torridon haben britische und US-amerikanische Forscher Fossilien von Organismen gefunden, die hier schon vor einer Milliarde Jahren am Grunde urzeitlicher Seebetten lebten. Die Funde eröffnen einen neuen Blick auf jenen historischen Moment in der Evolutionsgeschichte, als das Leben den Schritt von kleinen bakteriellen Zellen (Prokaryoten) hin zu größeren und komplexeren Zellen (Eukaryoten) wagte, die dann mittels Photosynthese das Sonnenlicht zur Energiegewinnung nutzen und auch die sexuelle Reproduktion ermöglichten. Zugleich stellen sie erneut die Vorstellung in Frage, nach der sich die wichtigen evolutionären Schritte des frühen Lebens in den Ozeanen und nicht an Land abgespielt haben.

Ihre Ergebnisse haben die Forscher um Dr. Charles Wellman von der "University of Sheffield" und Prof. Martin Brasier von der "University of Oxford" aktuell im Fachmagazin "Nature" veröffentlicht. Einige der Urzeitfossilien sind, so die Forscher, derart fein strukturiert und zugleich so verhältnismäßig groß und komplex, dass sie einen erstaunlich frühen Beginn der Entwicklung komplexer Eukaryoten auch an Land (bzw. in dortigen Seen und Wasserflächen) belegen. Die Forscher glauben, dass es Zellen wie diese waren, die die Entstehung von Grünalgen und Landpflanzen und so auch die Inbesitznahme der Landmassen durch das Leben erst ermöglichten.

Rund 500 Millionen Jahre nach dem Auftauchten dieser komplexen Zellen, begannen sich die ersten einfachen Pflanzen wie Flechten und Moose auch über die Landflächen auszubreiten und bereiteten so auch das Land für die ersten Tiere vor.
"Es wird allgemein angenommen, dass das Leben in den Ozeanen begann und dass auch die für die frühe Evolution des Lebens wichtigen Schritte, wie etwa die Entstehung von Prokaryoten, Eukaryoten, die sexuelle Fortpflanzung und die Mehrzelligkeit, in den Meeren stattfanden", erläutert Wellman.

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"Während dieser Zeit, so die ebenfalls verbreitete Vorstellung, waren die Kontinente noch ohne Leben, bzw. nur von sehr einfachen Mikroben und Cyanobakterien bewohnt. In den schottischen Ablagerungen haben wir nun Beweise für komplexes Leben an Land (bzw. in dortigen Seen und Wasserflächen) schon vor rund einer Milliarde Jahren gefunden. Diese Funde legen nahe, dass das Leben hier zu dieser Zeit bereits verbreiteter und komplexer war als bislang angenommen." Zudem eröffnen die Funde die Möglichkeit, dass wichtige evolutionäre Schritte auch an Land bzw. zumindest nicht alleine in den Ozeanen vollzogen wurden.

"Diese Zellen unterscheiden sich von ihren bakteriellen Vorfahren von daher, als dass sie spezialisierte Strukturen aufzeigen, darunter einen Zellkern (Nucleus), Mitochondrien und Chloroplasten - die Grundvoraussetzung also u. a. für die Photosynthese", erläutert Brasier. "Zudem finden sich Hinweise auf eine sexuelle Reproduktion, was wiederum zu sehr viel schnelleren evolutionären Entwicklungen führt. Es könnte sogar sein, dass die Bedingungen, wie sie in den Urzeitseen rund um Loch Torridon vorgeherrscht haben, im Gegensatz zu den Ozeanen diesen Entwicklungsschritt sogar begünstigt hatten, der die Einbindung symbiotischer Bakterien in die Zelle beinhaltet, um hieraus Chloroplasten (Organellen zur Betreibung der Photosynthese) zu entwickeln."

"Keine unserer Entdeckungen wäre möglich gewesen, wenn diese Entwicklungsschritte von diesen kleinen Mikroben damals nicht vollführt worden wären, deren Überreste wir heute in den Phosphaten der einstigen Torridon-Seen finden. Es waren wohl diese Organismen, die dazu beigetragen haben, das Land von einer rauen und steinigen Wüste in grüne und lebensfreundliche Landschaften verwandelt wurden."

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Quellen: grenzwisseschaft-aktuell.de / shef.ac.uk / ox.ac.uk
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