In den heißen Wüsten Namibias, Omans und Saudi-Arabiens haben Wissenschaftler faszinierende Strukturen in Marmor und Kalkstein entdeckt. Diese mikroskopisch kleinen Tunnel, perfekt ausgerichtet, könnten das Werk einer bisher unbekannten mikrobiellen Lebensform sein.
Diese Entdeckung, veröffentlicht in der Zeitschrift Geomicrobiology Journal, eröffnet neue Perspektiven auf die Fähigkeit des Lebens, sich an extreme Umgebungen anzupassen. Die Forscher unter der Leitung von Professor Cees Passchier von der Johannes Gutenberg-Universität Mainz identifizierten diese Strukturen während Feldarbeiten in Namibia. Diese Tunnel, die mehrere Millionen Jahre alt sind, könnten unerwartete biologische Wechselwirkungen zwischen Mikroben und Gesteinen offenbaren.
A) Freies Exemplar mit hoher Dichte an Mikrohöhlen (obere Hälfte), teilweise mit weißen Ablagerungen gefüllt. B) Zwei in situ Bänder mit geringer Dichte an Mikrohöhlen, gefüllt mit weißem Material, das von einer weißen Schicht ausgeht. C) Frisch geschnittene Oberfläche mit einem gut entwickelten Band und zwei weniger ausgeprägten Bändern von Mikrohöhlen mit geringer Dichte, die von einer weißen Schicht ausgehen. D) Freies Fragment mit verzweigten Bändern von Mikrohöhlen mit geringer Dichte. Seine Unterseite ist mit einer Schicht Endostromatolithen bedeckt. E) Bänder von Mikrohöhlen entlang von Rissen in schwarzem Marmor, Saudi-Arabien. F) Zwei Bänder von Mikrohöhlen mit unterschiedlicher Ausrichtung, aber parallelen Mikrohöhlen, in einer frisch geschnittenen Probe.
Strukturen, die geologische Erklärungen herausfordern
Die entdeckten Tunnel weisen Merkmale auf, die sie deutlich von klassischen geologischen Prozessen unterscheiden. Mit einem Durchmesser von weniger als einem halben Millimeter erstrecken sich diese Mikrotunnel über mehrere Zentimeter und bilden parallele Bänder, die bis zu zehn Meter lang sein können. Ihre präzise Organisation und Regelmäßigkeit deuten auf einen biologischen Ursprung hin, im Gegensatz zu den zufälligen Formationen, die durch Erosion oder tektonische Kräfte entstehen. Diese Strukturen, die vor 15 Jahren erstmals beobachtet wurden, wurden seitdem in mehreren Wüstenregionen identifiziert, was auf ein weit verbreitetes Phänomen hindeutet.
In diesen Tunneln haben die Wissenschaftler ein feines Pulver aus Kalziumkarbonat identifiziert, wahrscheinlich ein Rückstand mikrobieller Aktivität. Dieses Pulver, das hauptsächlich aus Calcit besteht, deutet darauf hin, dass die Mikroorganismen Nährstoffe aus dem Marmor und Kalkstein extrahiert und dieses fein gemahlene Material hinterlassen haben. Die Forscher vermuten, dass diese Organismen das Kalziumkarbonat als Energiequelle genutzt haben, eine Hypothese, die durch biologische Spuren in den Proben gestützt wird. Allerdings konnte kein direkter Beweis wie DNA oder Proteine extrahiert werden, um ihre Identität zu bestätigen.
Diese Tunnel ähneln keiner bekannten geologischen Formation. Ihre parallele Ausrichtung und ihre bandförmige Verteilung deuten auf eine organisierte Aktivität hin, die typisch für einen biologischen Prozess ist. Die Wissenschaftler stellten auch das Vorhandensein von Kalkkrusten um die Tunnel fest, was eine weitere Komplexitätsschicht zu ihrer Entstehung hinzufügt. Diese einzigartigen Merkmale werfen Fragen zu den biologischen Mechanismen und der Natur der verantwortlichen Mikroorganismen auf.
Ein biologisches Rätsel, das Millionen Jahre alt ist
Die in diesen Gesteinen entdeckten Tunnel stammen aus einer Zeit, in der das Klima der heutigen Wüsten feuchter war, vor etwa ein bis zwei Millionen Jahren. Die Forscher schätzen, dass sich diese Strukturen unter Bedingungen gebildet haben, die für mikrobielles Leben günstiger waren, ganz anders als die heutige Trockenheit. Doch die Identität der verantwortlichen Mikroorganismen bleibt unbekannt, und keine Spuren von DNA oder Proteinen konnten aus den Proben extrahiert werden. Diese Tunnel, tief im Gestein eingebettet, deuten darauf hin, dass diese Organismen ohne Licht in einer extrem feindlichen Umgebung überlebt haben.
Das Vorhandensein von biologischem Material in den Tunneln bestätigt die Hypothese einer mikrobiellen Aktivität, doch die Wissenschaftler wissen nicht, ob es sich um eine noch existierende oder bereits ausgestorbene Art handelt. Diese Organismen, die ohne Licht überleben können, könnten zu einer noch nicht katalogisierten mikrobiellen Linie gehören. Ihre Fähigkeit, mit Gesteinen zu interagieren und Nährstoffe unter extremen Bedingungen zu extrahieren, macht sie zu einem Studienobjekt für Biologen und Geologen. Die Forscher hoffen, dass weitere Analysen die biologischen Mechanismen aufdecken, die für diese Tunnel verantwortlich sind.
Diese Entdeckungen könnten auch unser Verständnis alter Ökosysteme und ihrer Evolution erhellen. Die Wissenschaftler betonen, dass diese Mikroorganismen eine Rolle bei der Umwandlung von Karbonatgesteinen gespielt haben könnten und somit den Kohlenstoffkreislauf auf lokaler oder sogar globaler Ebene beeinflusst haben. Obwohl ihr genauer Einfluss noch quantifiziert werden muss, eröffnen diese Arbeiten neue Perspektiven auf die Wechselwirkungen zwischen mikrobiellen Lebensformen und geologischen Prozessen.