👀 Das allererste Tier der Erde

Die ersten tierischen Lebensformen auf unserem Planeten faszinieren Wissenschaftler weiterhin, die das Geheimnis ihrer Ursprünge zu entschlüsseln versuchen. Ein Team von Geochemikern des MIT hat kürzlich durch die Analyse extrem alter Gesteine neue Hinweise geliefert.

Die in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichte Studie enthüllt die Entdeckung spezifischer "chemischer Fossilien" in Gesteinen, die über 541 Millionen Jahre alt sind. Diese molekularen Marker, sogenannte Sterane, stellen die geologisch stabile Form von Sterolen dar, essentielle Verbindungen, die in den Zellmembranen komplexer Organismen vorkommen. Die Forscher identifizierten spezielle Sterane mit 30 und 31 Kohlenstoffatomen, die sie einer Klasse von Meeresschwämmen namens Demospongiae zuordneten. Diese filtrierenden Organismen, die zu dieser Zeit weich und ohne Kieselskelett waren, hätten so ihre chemische Signatur in den Meeressedimenten hinterlassen.


Die Arbeit baut auf früheren Forschungen aus dem Jahr 2009 auf, bei denen dasselbe Team erstmals C₃₀-Sterane in Gesteinen aus der Ediacarium-Periode identifiziert hatte. Diese Periode, die sich von etwa 635 bis 541 Millionen Jahren erstreckt, geht der kambrischen Explosion voraus, in der sich das vielzellige Leben spektakulär diversifizierte. Um den biologischen Ursprung dieser Verbindungen zu bestätigen, analysierten die Wissenschaftler moderne Proben von Demospongiae, synthetisierten Sterole im Labor und reproduzierten die geologischen Prozesse, denen diese Moleküle über Millionen von Jahren ausgesetzt waren.

Das gleichzeitige Vorhandensein von C₃₀- und C₃₁-Steranen in den alten Gesteinen, kombiniert mit ihrem Nachweis in heutigen Schwämmen und ihrer kontrollierten Synthese im Labor, bildet ein überzeugendes Beweisbündel. Nur zwei der acht synthetisierten Sterole stimmten exakt mit den fossilen Verbindungen überein, was die Hypothese einer Produktion durch nicht-biologische geologische Prozesse ausschließt. Diese dreifache Überprüfung stärkt die Idee, dass Demospongiae zu den ersten Tieren gehörten, die sich auf der Erde entwickelten, lange vor der Mehrheit der modernen Tiergruppen.

Diese Entdeckungen eröffnen neue Perspektiven für die Nachverfolgung der Geschichte des frühen Lebens. Die Forscher planen nun, ihre Untersuchungen auf andere Regionen der Welt auszudehnen, in der Hoffnung, den Zeitpunkt des Auftretens der ersten tierischen Formen weiter zu präzisieren. Die Authentifizierung dieser Biomarker bietet ein wertvolles Werkzeug, um biologische Signale von Kontaminationen oder abiotischen Prozessen bei der Untersuchung alter Gesteine zu unterscheiden.

Meeresschwämme: Architekten der tierischen Evolution

Moderne Demospongiae stellen eine der vielfältigsten Klassen von Schwämmen dar, mit über 8.000 erfassten Arten in allen Ozeanen der Welt. Diese einfachen Organismen besitzen eine grundlegende zelluläre Organisation ohne echte Gewebe oder Organe, weisen aber eine bemerkenswerte molekulare Komplexität auf.

Ihr aktives Filtersystem, das es ihnen ermöglicht, Nährstoffpartikel aus dem Wasser zu filtern, stellt eine der ersten Formen tierischer Ernährung dar. Ihr Skelett, sofern vorhanden, besteht aus Kieselnadeln oder Spongin, einem faserigen Protein, das ihnen ihre charakteristische Elastizität verleiht.

Biochemisch produzieren Demospongiae eine einzigartige Reihe von Sekundärmetaboliten, darunter die von den Forschern untersuchten Sterole. Diese besonderen Membranverbindungen scheinen im Laufe der Evolution erhalten geblieben zu sein, was moderne Schwämme zu lebenden Zeugen sehr alter Lebensformen macht.

Ihre Position an der Basis des tierischen Evolutionsbaums macht sie zu wertvollen Modellen für das Verständnis des Ursprungs grundlegender zellulärer Mechanismen, wie der interzellulären Kommunikation und der Gewebedifferenzierung, die komplexere Tiere charakterisieren.