Zwölftausend Fenster in die tiefe Zeit
Forscher haben mehr als 12.000 mikroskopische Fossilien aus 1,7 Milliarden Jahre alten Gesteinen im Norden Australiens geborgen. Die Zellen sind frühe Eukaryoten – die Gruppe, zu der jede heute lebende Pflanze, jedes Tier und jeder Pilz gehört – und sie lebten mehr als eine Milliarde Jahre vor den ersten Tieren.
Das meiste, was Wissenschaftler über so altes Leben wissen, stammt aus einer Handvoll Exemplare. Eine Sammlung dieser Größe erlaubt es Forschern, Zellformen zu vergleichen und zu sehen, welche Formen häufig und welche selten waren.
Sauerstoff setzte die Grenze
Die Chemie des umgebenden Gesteins deutet auf Sauerstoff als Torwächter hin. Die Eukaryoten tauchten nur in flachem, sauerstoffreichem Küstenwasser auf. In tieferem Wasser, wohin der Sauerstoff nicht gelangt war, enthielten die Fossiliengemeinschaften nur einfache einzellige Bakterien.
Dieses Muster passt zur Biologie. Eukaryotische Zellen tragen einen Zellkern und innere Kompartimente und brauchen weit mehr Energie als Bakterien, um zu funktionieren. Die aerobe Atmung liefert diese Energie, aber nur dort, wo Sauerstoff verfügbar ist. Als sich Sauerstoff in flachen Meeren anreicherte, konnten sich komplexe Zellen ausbreiten – und wo er es nicht tat, konnten sie es nicht.
Was die Formen zeigen
Die Fossilien sind nicht einheitlich. Manche sind einfache Kugeln. Andere sind weitaus kunstvoller, mit hervorstehenden Anhängseln und Platten oder Oberflächen, die wie die Windung eines Fingerabdrucks gefaltet sind. Diese Vielfalt deutet darauf hin, dass frühe Eukaryoten bereits mit verschiedenen Körperbauplänen und Lebensweisen experimentierten.
Da diese Zellen zu den ältesten bekannten Eukaryoten gehören, stehen sie nahe an der Basis des Zweigs, der schließlich Tiere, Pflanzen und Pilze hervorbrachte. Zu verstehen, wo sie leben konnten und warum, hilft zu erklären, warum zwischen dem Ursprung komplexer Zellen und der Explosion komplexen Lebens so viel Zeit lag.
Die Arbeit wurde in einem offenen Forschungstext veröffentlicht und Ende September von Wissenschaftsmedien berichtet.
Die Proben stammen aus dem Northern Territory, einer Region, die einige der wichtigsten Frühe-Leben-Funde des vergangenen Jahrzehnts hervorgebracht hat. Bessere Datierung und chemische Analyse haben diese Gesteine in ein Archiv verwandelt, das zeigt, wie sich Sauerstoff durch flache Meere bewegte.