🌍 Wie die ersten Organismen vor 2,1 Milliarden Jahren Arsen besiegten

Lange bevor Pflanzen oder Tiere entstanden, hatten primitive mehrzellige Organismen eine effektive Strategie entwickelt, um Arsen zu überleben – ein gefürchtetes Gift. Eine aktuelle Studie zeigt, dass diese Lebewesen das toxische Element in spezialisierten Zellkompartimenten speicherten.


Die untersuchten Fossilien stammen aus dem Franceville-Becken in Gabun, einer bereits bekannten Fundstelle für einige der ältesten Spuren mehrzelligen Lebens. Mithilfe von Röntgenmikrotomographie-Analysen beobachteten die Forscher, dass Arsen in die Struktur der fossilisierten Zellen eingebaut war und nicht durch Kontamination vorhanden war.

Diese Anpassung entstand wahrscheinlich während einer Periode mit steigendem Sauerstoffgehalt in der Erdatmosphäre. Diese Veränderung förderte die Oxidation von Arsen zu Arsenat, einer besonders giftigen Form, da sie Phosphat – essentiell für das Leben – imitiert. Um zu überleben, mussten diese Eukaryoten diese beiden Elemente auf zellulärer Ebene unterscheiden.

Die Studie zeigt, dass diese Organismen die vulkanische Aktivität, die ihre Umwelt veränderte, nicht überlebten. Doch ihre Arsen-Management-Strategie könnte im Laufe der Evolutionsgeschichte mehrmals neu erfunden worden sein, was eine bemerkenswerte Anpassungsfähigkeit zeigt.

Wie überlebten die ersten Organismen Arsen?

Die analysierten fossilen Eukaryoten speicherten Arsen in isolierten Kompartimenten innerhalb ihrer Zellen. Dieser Prozess ermöglichte es ihnen, die toxischen Wirkungen von Arsenat zu begrenzen, indem sie störten essentielle Zellfunktionen verhinderten.

Diese Strategie erfordert eine gewisse Komplexität in der zellulären Organisation und beweist, dass das Leben bereits in dieser fernen Zeit biochemische Raffinesse zeigte. Durch die Unterscheidung von Arsenat und Phosphat erreichten diese Organismen einen wichtigen Meilenstein in ihrer Evolution.

Diese Entdeckung verdeutlicht die Idee, dass die Anpassung an extreme Bedingungen keine Ausnahme, sondern eine Konstante der Evolution ist.

Warum sind diese Organismen ausgestorben?

Ihr Aussterben scheint mit einer großen Umweltveränderung durch wiederauflebende vulkanische Aktivität zusammenzuhängen. Diese Störung veränderte die Wasserchemie, verringerte den Sauerstoffgehalt und schuf eine zu feindliche Umgebung.

Trotz ihrer Arsenresistenz konnten diese Organismen nicht mit all diesen Veränderungen fertig werden. Ihr Verschwinden zeigt die Grenzen biologischer Anpassung, selbst gegenüber einer bereits überwundenen Bedrohung.

Dieses Aussterben machte jedoch Platz für besser angepasste Linien. Es ist Teil eines Zyklus von Entstehung, Krise und Erneuerung, der die Geschichte des Lebens auf der Erde kennzeichnet.