🫧 Die ersten komplexen Lebensformen entwickelten sich in sauerstoffreichen Meeren

Die ältesten Eukaryoten, also die Vorfahren aller komplexen Lebensformen auf der Erde, lebten vor fast 1,7 Milliarden Jahren in flachen, sauerstoffreichen Meeresumgebungen.

Dies zeigt eine neue Studie von Wissenschaftlern der McGill University und der University of California in Santa Barbara. Diese Ergebnisse stellen die weit verbreitete Annahme in Frage, dass die ersten komplexen Lebensformen in sauerstoffarmen Umgebungen entstanden oder frei im offenen Meer schwebten.


Zu den Eukaryoten zählen Menschen, Pflanzen, Tiere, Pilze und zahlreiche mikroskopisch kleine Organismen. Es ist wichtig zu wissen, wo und wie sie entstanden sind, um die Vielfalt und Komplexität des Lebens auf der Erde zu verstehen.

„Wir wollten den Lebensraum der frühesten eukaryotischen Lebensformen kennenlernen, insbesondere um zu überprüfen, ob die Fossilien der ersten Eukaryoten bereits auf das Vorhandensein von Mitochondrien hindeuteten, die es ihnen ermöglicht hätten, sich an aerobe Umgebungen anzupassen“, erklärt Galen Halverson, Professor am Department of Earth and Planetary Sciences der McGill University und Hauptautor der Studie.

Das Forschungsteam untersuchte mikroskopisch kleine Fossilien, die in feinkörnigen Gesteinen aus dem Norden Australiens erhalten sind und auf ein Alter von etwa 1,75 bis 1,4 Milliarden Jahren datiert werden. Um die Lebensräume dieser Organismen zu verstehen, analysierten sie die chemische Zusammensetzung der Gesteine. Mithilfe von sauerstoffempfindlichen Elementen wie Eisen konnten sie nachweisen, dass das Meerwasser, in dem diese frühen Eukaryoten lebten, Sauerstoff enthielt, während die meisten Ozeane zu jener Zeit sauerstofffrei waren.

„Wir haben herausgefunden, dass die ältesten fossilisierten Eukaryoten hauptsächlich in sauerstoffreichen benthischen Umgebungen (am Meeresboden) in Küstennähe lebten“, sagt Galen Halverson.

„Diese Ergebnisse zeigen, dass die Verfügbarkeit von Sauerstoff die Evolution der Eukaryoten bereits in ihren frühesten Stadien bestimmte“, erklärt Leigh Anne Riedman, Forscherin an der University of California in Santa Barbara und Koautorin der Studie.

Viele Wissenschaftler gingen lange Zeit davon aus, dass die ersten Eukaryoten ohne Sauerstoff lebten oder von den Wasserströmungen getrieben wurden. Die Rolle des Sauerstoffs in den Anfängen des Lebens stellt die bisherigen Annahmen über die ersten Lebensformen auf der Erde in Frage.

Die Lage der Fossilien lieferte zusätzliche Hinweise auf die Lebensweise dieser urzeitlichen Organismen.

„Die Verteilung der Fossilien zeigt auch, dass diese Eukaryoten wahrscheinlich am Meeresboden lebten. Ihre Ausbreitung ins offene Meer erfolgte erst etwa eine Milliarde Jahre später, was zu einer weiteren Umgestaltung der Biosphäre führte“, sagt Maxwell Lechte, Koautor, der heute an der University of Sydney arbeitet und diese Forschung während seiner Postdoktorandenzeit an der McGill University durchführte.

Diese Ergebnisse stimmen mit denen aktueller Studien über Mikroorganismen überein, die eng mit den Vorfahren der Eukaryoten verwandt sind und darauf hindeuten, dass sie Sauerstoff nutzen konnten.

„Eukaryoten machen den größten Teil des sichtbaren Lebens um uns herum aus“, erklärt Galen Halverson. „Eine große Frage bleibt: Wie sind sie entstanden? Wir müssen diese Frage unbedingt beantworten, um die heutige Biodiversität auf der Erde und die Biodiversität zu verstehen, die es auf anderen bewohnbaren Planeten geben könnte.“

Die Studie Der Artikel „Early fossil eukaryotes were benthic aerobes“ von Maxwell A. Lechte, Leigh Anne Riedman, Susannah M. Porter, Galen P. Halverson und Margaret Whelan wurde in Nature veröffentlicht. Diese Studie wurde von der Simons Foundation finanziert.

Kontaktdaten Kontakt: Claire Loewen Organisation: Communications Officer, Science and Engineering E-Mail: claire.loewen [at] mcgill.ca Kategorie: