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Frühzeit des Lebens: Dreieinhalb Milliarden Jahre alte Methanmikroorganismen entdeckt

Fast nirgendwo sonst auf der Welt findet sich derart altes Gestein wie im Barberton-Grünsteingürtel. Die einst dort vorhandenen Hydrothermalquellen waren offenbar bereits bewohnt.
Der Barberton-GrünsteingürtelLaden...

Bereits vor 3,42 Milliarden Jahren gab es wohl auf der Erde schon Mikroorganismen, die Methan produzierten oder sich davon ernährten. Das schließt ein Forschungsteam um Barbara Cavalazzi von der Universität Bologna aus der Analyse von Gestein dieses Alters. Die von ihnen darin entdeckten fadenförmigen Strukturen haben eine chemische Zusammensetzung, die nahelegt, dass es sich um Fossilien früher Einzeller handelt.

Im Fachmagazin »Science Advances« erläutern sie im Detail, wie der damalige Lebensraum ausgesehen haben dürfte. Demnach gab es in diesem vulkanisch aktiven Gebiet im Flachwasser Hydrothermalquellen, die das Wasser aufheizten und mit Mineralien anreicherten. In wassergefüllten Rissen im Gestein unterhalb des Meeresbodens hätten die Mikroorganismen – vermutlich Archaeen – eine Art Biofilm gebildet. Übrig geblieben sind davon in den Bodenproben des Teams nur zwei dünne Schichten.

Dass es sich tatsächlich um Mikrofossilien handelt und nicht einfach nur um auffällige Strukturen im Gestein, schließt das Team unter anderem daraus, dass die Fäden eine kohlenstroffreiche Hülle – entsprechend einer Zellmembran – und ein mit verschiedenen Elementen angereichertes Inneres aufweisen. Vor allem die Anwesenheit von Nickelverbindungen erinnert an moderne, Methan verstoffwechselnde Archaeen.

Im Lichtmikroskop zeigen sich die fadenförmigen StrukturenLaden...
Im Lichtmikroskop zeigen sich die fadenförmigen Strukturen | In Struktur, chemischer Zusammensetzung und Lebensraum ähneln die mutmaßlichen Archaeen ihren heutigen Nachfahren.

Es handelt sich bei ihrem Fund keineswegs um die ersten fossilen Mikroorganismen, die in dieser Gesteinsformation gefunden wurden. Der Barberton-Grünsteingürtel beherbergt mit die ältesten Spuren des Lebens auf der Erde. Das Material im heutigen Südafrika ist bis zu 3,6 Milliarden Jahre alt und entstand damit, als die Erde erst eine Milliarde Jahre alt war. Nur noch in Grönland tritt älteres Gestein zu Tage.

Bislang bekannte, eindeutige Spuren von Methan produzierenden Archaeen seien mit einem Alter von einer halben Milliarde deutlich jünger. Allerdings scheinen die Stoffwechselwege, mit denen die Mikroorganismen den einfachen Kohlenwasserstoff umsetzen, wesentlich älter zu sein. Es ist darum nicht ausgeschlossen, dass es sie schon in der Anfangszeit des Lebens gab.

Die Mikroorganismen, die Cavalazzi und Kollegen nun untersuchten, waren bereits auf die besonderen Bedingungen ihres Lebensraums spezialisiert. Die Hydrothermalquellen seien vermutlich der erste Lebensraum gewesen, an den sich das Leben angepasst habe, schreiben die Autoren der Studie – sofern es nicht umgekehrt dort sogar entstanden sei.

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