Paläobiologen finden Hinweise auf Beginn der Photosynthese und der sexuellen Reproduktion an Land
Die Theorie, dass das Leben an Land vor 500.000 Jahren begann, muss wahrscheinlich überdacht werden, nachdem Wissenschaftler aus dem Vereinigten Königreich und den Vereinigten Staaten neue Hinweise darauf gefunden haben, dass dies bereits vor 1 Milliarde Jahren stattgefunden hat. Die in der Zeitschrift Nature vorgestellte Studie befasst sich damit, wie sich die Lebewesen auf der Erde von kleinen, einfachen bakteriellen (prokaryotischen) Zellen zu größeren, komplexeren (eukaryotischen) Zellen gewandelt haben und wie dadurch Photosynthese und sexuelle Fortpflanzung möglich wurden. Das Team von der Universität Sheffield und der Universität Oxford im Vereinigten Königreich sowie dem Boston College in den Vereinigten Staaten führte Untersuchungen am Loch Torridon durch, einem Meeresarm an der Westküste der schottischen Highlands. Dort fanden sie erhalten gebliebene Überreste von Organismen, die vor 1 Milliarde Jahren den Grund alter Seebetten bevölkert haben. Die Forscher entdeckten fein strukturierte Fossilien, die trotzdem so groß und komplex waren, dass sie die derzeitige Theorie über das erste Auftauchen komplexer Eukaryoten an Land in Frage stellen. Dem Team zufolge machten diese komplexen Zellen die Entstehung von Grünalgen und Landpflanzen wie auch Bäumen möglich. Co-Autorin Leila Battison von der Universität Oxford sagt: "Das Spannende an diesen Fossilien ist, dass sie das Auftauchen nicht-mariner eukaryotischer Zellen festhalten. Bisher hatte man keine Fossilien in nicht-marinen Felsen gefunden, die älter als 450 Millionen Jahre sind. Unsere Forschung erweitert also die Aufzeichnung von nicht-marinen Fossilien um weitere 500 Millionen Jahre." Nach der Entstehung von komplexen Zellen vor 500 Mio. Jahren fanden zwei wichtige Entwicklungen statt: Tiere zogen vom Meer aufs Land und einfache Vegetation wie Moose, Lebermoose und Flechten bedeckte die Landoberfläche. In der Folge entwickelten sich Kreaturen und Pflanzen wie Fische, Reptilien, Blütenpflanzen, Nadelbäume, Säugetiere und Menschen. "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", erklärt Dr. Charles Wellman, Dozent für Paläobiologie am Institut für Tier- und Pflanzenwissenschaften der Universität Sheffield und Co-Autor der Studie. "Während dieser Zeit, so nimmt man häufig an, waren die Kontinente noch ohne Leben - oder wurden höchstens nur von sehr einfachen Mikroben und Cyanobakterien bewohnt. In den schottischen Ablagerungen haben wir nun Beweise für komplexes Leben an Land schon vor rund einer Milliarde Jahren gefunden. Dies lässt darauf schließen, dass das Leben an Land zu dieser Zeit bereits verbreiteter und komplexer war als bislang angenommen." Darüber hinaus geht der Forscher davon aus, dass die Erkenntnisse erhellen könnten, wie wichtige Ereignisse in der frühen Geschichte des Lebens auf Land stattgefunden haben könnten und nicht ausschließlich im Meer. Professor Martin Brasier vom Institut für Geowissenschaften an der Universität Oxford sagt zu den Ergebnissen: "Diese Zellen unterscheiden sich von ihren bakteriellen Vorfahren insofern, dass sie spezialisierte Strukturen aufweisen, wie etwa einen Zellkern, Mitochondrien und Chloroplasten - Grundvoraussetzung für die Photosynthese. Darüber hinaus führte ihre sexuelle Reproduktion zu sehr viel schnelleren evolutionären Entwicklungen." Die Bedingungen, wie sie in den alten Seen rund um Loch Torridon geherrscht haben, könnten sogar einen entscheidenden Schritt bei dieser Transformation begünstigt haben, zu dem die Einbindung symbiotischer Bakterien in die Zelle gehört, um so Chloroplasten zu entwickeln, so der Forscher. "Keine unserer Entdeckungen wäre ohne die damaligen Entwicklungsschritte dieser kleinen Mikroben, deren Überreste wir heute in den Phosphaten der einstigen Torridon-Seen finden, möglich gewesen", merkt Professor Brasier an. "Es waren wohl diese Organismen, die dazu beigetragen haben, das Land von einer rauen und steinigen Wüste in grüne und lebensfreundliche Landschaften zu verwandeln."Weitere Informationen unter: University of Sheffield: http://www.sheffield.ac.uk/ University of Oxford: http://www.ox.ac.uk/ Nature: http://www.nature.com/
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Vereinigtes Königreich, Vereinigte Staaten