Samstag, 6. September 2014

Erste sauerstoffproduzierende Lebensformen schon 60 Millionen Jahre früher als bislang bekannt


In dieser Landschaft im indischen Bundesstaat Odisha fanden irische Forscher geologische Hinweise auf die bislang ersten sauerstoffproduzierenden Organismen. | Copyright: Quentin Crowley

Dublin (Irland) - Irische Geologen haben das Geschichtsbuch der Evolution neu geschrieben, in dem sie den Nachweis dafür erbracht haben, dass sauerstoffproduzierende Lebensformen die Erde schon 60 Millionen Jahre früher als bislang angenommen bevölkert haben. Diese Lebensformen waren dafür verantwortlich, dass die frühe Erdatmosphäre mit Sauerstoff angereichert wurde, sodass auch komplexere Lebensformen entstehen und sich entwickeln konnten.

Wie das Team um Professor Quentin Crowley vom Trinity College Dublin gemeinsam mit den Professoren Joydip Mukhopadhyay und Gautam Ghosh von der Presidency University in Kalkutta aktuell im Fachjournal "Geology" (DOI: 10.1130/G36091.1) berichtet, gab es diese Lebensformen schon vor mehr als drei Milliarden Jahren.


Die Geologen haben Beweise dafür gefunden, dass chemische Verwitterung von Gestein zur Entstehung von Böden im Kraton von Singhbhum im indischen Bundesstaat Odisha unter Beteiligung von Sauerstoff geführt hat. Anhand von natürlich vorkommenden Uranium-Blei-Isotopen konnten die Wissenschaftler diesen Vorgang auf die Zeit vor 3,02 Milliarden Jahren datieren.


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Das Muster der chemischen Verwitterung in diesen sogenannten Paläoböden stimmt mit einem zu dieser Zeit ansteigendem Anteil atmosphärischen Sauerstoffs überein: "Ein derart bedeutender Gehalt an Sauerstoff kann aber nur von Organismen erzeugt worden sein, die Lichtenergie und Kohlendioxid in Sauerstoff und Wasser umgewandelt haben", so die Forscher. "Dieser Prozess, der als Photosynthese bekannt ist, wird heute von Millionen von unterschiedlichen Pflanzen- und Bakterienarten betrieben. Es war die Zunahme und Ausbreitung von derart sauerstoffproduzierenden Arten, die die Zusammensetzung der Erdatmosphäre veränderte und ihr mehr Sauerstoff zuführte. Für die Entstehung mehrzelligen Lebens - und damit auch von uns Menschen - war dies eine wichtige Entwicklung" (...oder auch nicht, wir berichteten: 1, 2).

Für Crowley ist diese eine faszinierende Entdeckung, die dabei behilflich sein kann, die noch leeren Stellen in unserem Wissen über die Evolution auf der jungen Erde zu füllen: "Dieser Paläoboden aus Indien belegt, dass es einen kurzen Impuls atmosphärischer Sauerstoffanreicherung, schon deutlich früher als bislang angenommen, gab. Die frühe Erde war sehr viel anders als das, was wir heute kennen. Die Atmosphäre unseres jungen Planeten war reich an Methan und Kohlendioxid mit einem nur geringen Anteil an Sauerstoff."


Das weitgehend wissenschaftlich akzeptierte Modell der Evolution der Erdatmosphäre besagt, dass dieser Sauerstoffanteil bis vor 2,4 Milliarden Jahren nicht nennenswert anstieg. Erst die sogenannte "Große Sauerstoffkatastrophe" reicherte die Atmosphäre und Ozeane mit Sauerstoff an und läutete damit eine der größten Veränderungen in der evolutionären Geschichte der Erde ein.


"Tatsächlich gab es mit Sicherheit schon vor 3 Milliarden Jahren Mikroorganismen auf der Erde, doch waren diese ganz sicher nicht in der Lage, Sauerstoff durch Photosynthese zu erzeugen", erläutern die Forscher weiter.


"Bis vor kurzem war es noch unklar, ob es vor dieser Großen Sauerstoffanreicherung schon andere Sauerstoffanreicherungsereignisse gegeben hatte. Jetzt liefern uns diese Paläoböden den geologischen Beweis für ein solches, durch biologische Prozesse ausgelöstes, Ereignis vor 3,02 Milliarden Jahren."


Während vor 3,4 Milliarden Jahren noch nahezu kein Sauerstoff überhaupt vorhanden war, hatten erst kürzlich Analysen von Paläoböden in Südafrika gezeigt, dass etwa vor 2,96 Milliarden Jahren die Sauerstofflevel begannen anzusteigen (...wir berichteten).


Die Ergebnisse des Teams um Crowley rücken diese Marke nun erneut um weitere 60 Millionen Jahre zurück. "Beachtet man, dass wir Menschen diesen Planeten erst seit etwa einem Zehntel dieser Zeitspanne bevölkern, sind 60 Millionen Jahre kein unbedeutender Tropfen um evolutionären Ozean", so die Forscher abschließend.


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Quelle: tcd.ie
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