Dienstag, 18. Februar 2014

Mehrzelliges Leben auch ohne Sauerstoff? Studienergebnis stellt biologisches Dogma in Frage


Der Seeschwamm Halichondria panicea gleicht urzeitlichen Lebensformen und benötigt nur geringe Sauerstoffwerte, um zu gedeihen und zu wachsen. | Copyright: Daniel Mills

Kerteminde (Dänemark) - Eines der stärksten wissenschaftlichen Dogmen besagt, dass komplexes, mehrzelliges Leben nur entstehen konnte, nachdem sich in der Erdatmosphäre auch genügend Sauerstoff angereichert hatte. Jetzt stellt jedoch eine Studie dänischer Wissenschaftler dieses Dogma in Frage - zeigt sie doch, dass ein kleiner Seeschwamm entgegen aller Theorie keine hohen Sauerstoffwerte benötigt, um zu gedeihen und zu wachsen.

Noch immer ist die Entstehung des Lebens und im Besonderes die von komplexen Lebensformen eines der größten ungelösten Rätsel der Wissenschaft: Wie konnten die ersten primitiven Zellen sich zur späteren Vielzahl komplexer Lebensformen entwickeln, wie sie heute noch unseren Planeten bewohnen? Fragt man die wissenschaftlichen Lehrbücher, so scheint die Antwort klar: "Komplexes Leben entwickelte sich vor rund 630-635 Millionen Jahren, nachdem der Anteil an Sauerstoff in der Atmosphäre plötzlich anstieg."


Eine Untersuchung eines im dänischen Kerteminde Fjords entdeckten Seeschwamms zeigt nun jedoch, dass diese Erklärung wahrscheinlich überdacht werden muss, ist der Schwamm doch ein lebender Beweis dafür, dass Tiere auch mit stark reduzierter Sauerstoffzufuhr gedeihen und wachsen können. Tatsächlich können die Tiere selbst dann noch gedeihen und wachsen, wenn ihnen nur 0,5 Prozent der normalen heutigen atmosphärischen Sauerstoffwerte zur Verfügung stehen.


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"Unsere Studie legt nahe, dass die Entstehung komplexer Lebensformen nicht durch zu niedrige Sauerstoffwerte verhindert wurde", erläutert Dr. Daniel Mills vom Nordic Center for Earth Evolution an der Süddänischen Universität (Syddansk Universitet).


Gemeinsam mit Lewis M. Ward vom California Institute of Technology (Caltech) hat er die Ergebnisse der Untersuchungen aktuell im Fachjournal "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS) veröffentlicht.


Zwar falle die Entstehung erster komplexer Lebensformen mit einer deutlichen Zunahme an Sauerstoff in der Atmosphäre zusammen, doch habe bislang noch nie jemand hinterfragt, wie viel Sauerstoff Tiere überhaupt benötigen. "Zumindest nicht, dass ich etwas dazu gefunden hätte", erläutert Mills.


Seeschwämme seien heute noch lebende Tiere, die den ersten Tieren auf der Erde wahrscheinlich och am ähnlichsten sind, so die Forscher. Die Art Halichondria panicea lebt nur einige wenige Meter vom Meeresforschungszentrum der Universität in Kertminde entfernt: "Als wir den Schwamm in unser Labor brachten, atmete er selbst dann noch weiter und wuchs zusehends, als wir den atmosphärischen Sauerstoffanteil auf 0,5 Prozent des heutigen Normalwerts reduzierten." Dieser Wert jedoch liegt deutlich unterhalb der bislang als für Tiere notwendig angenommenen Mindestgrenze.


"Die große Frage ist nun: Wenn derartig niedrige Sauerstoffwerte Tiere nicht davon abhalten, weiterhin zu gedeihen und sich zu entwickeln, was war es dann, dass die Entwicklung komplexen Lebens über Millionen von Jahre hinausgezögert hatte? Warum bestand das Leben Milliarden Jahre lang nur aus einzelligen Bakterien und Amöben, bevor es plötzlich regelrecht explodierte und komplexe Formen entstanden? Es muss also andere ökologische und evolutive Mechanismen geben, die hier am Werk waren."


Möglicherweise, so vermuten die Forscher weiter, sei das Leben entsprechend lange auf mikrobischem Niveau verharrt, weil es so lange gedauert habe, bis die "biologische Maschinerie entwickelt wurde, um komplexe Lebensformen überhaupt erst konstruierten zu können. Vielleicht gab es auf der Ur-Erde noch keine komplexen Tiere, weil vielzellige Körper schlicht und einfach so schwer zu entwickeln waren?"


Schon zuvor konnten Kollegen von Mills zeigen, dass die Sauerstoffwerte schon einmal - jedoch lange vor der Entstehung komplexen Lebens auf der Erde - dramatisch angestiegen waren, ohne dass hierbei komplexe Lebensformen entstanden (...wir berichteten).


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Quelle: sdu.dk
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