Direkt zum Inhalt

Paläoökologie: Mikrobielle Lebensgemeinschaft aus Urzeiten charakterisiert

Australische Wissenschaftler haben anhand verschiedener chemischer Rückstände in Sedimenten auf die Zusammensetzung der mikrobiellen Lebensgemeinschaft vor 1,64 Milliarden Jahren geschlossen. Offenbar lag damals die Sauerstoff-Konzentration noch weit unter den heutigen Werten. Eukaryoten, also Organismen mit Zellkern wie Kiesel- oder Grünalgen, die heute das Phytoplankton der Meere dominieren, fehlten noch vollständig.

Jochen Brocks von der australischen Nationaluniversität in Canberra und seine Kollegen hatten die verfestigten Feinsedimente der Barney-Creek-Formation in Nordaustralien auf das Vorhandensein verschiedener Kohlenwasserstoffe untersucht, die typisch sind für bestimmte Mikroorganismengruppen. Dabei stießen sie auf Spuren von Schwefelpurpurbakterien und Grünen Schwefelbakterien, die Sulfide und eine sauerstofffreie Umgebung sowie ausreichend Licht für die Fotosynthese benötigen.

Demnach war schon wenige Meter unter der Wasseroberfläche das Sauerstoff-Angebot gering oder fehlte völlig. Hinweise auf methanoxidierende Bakterien zeigen, dass die obersten Schichten zwar Sauerstoff enthielten, aber in deutlich geringeren Konzentrationen als heute. Die Produktion des Methans dürften Archaea übernommen haben, die sich erfolgreich gegen sulfatreduzierende Bakterien durchgesetzt hatten – offenbar lagen also auch die Sulfatgehalte noch erheblich unter den jetzigen.

Die ersten Cyanobakterien hatten allerdings schon mindestens eine Milliarde Jahre früher ihre Sauerstoff produzierende Fotosynthesetechnik erfunden. Warum lagen dessen Konzentrationen dann immer noch so niedrig? Vielleicht weil biologisch wichtige Metalle wie Eisen und Molybdän noch in schwer löslichen Sulfid-Verbindungen gefangen waren. Derart sulfidreiche Verhältnisse sind zudem toxisch für das "moderne" Phytoplankton, wodruch dessen Ausbreitung und damit die weitere Sauerstoff-Anreicherung begrenzt gewesen sein könnte, spekuliert David Des Marais vom Astrobiologie-Institut der Nasa.

Geologische und geochemische Hinweise für sauerstoffarme Bedingungen wie eisenreiche Sedimentschichten – die gebänderten Eisensteine – sind mindestens 1,7 Milliarden Jahre alt. Sie gelten als Zeichen dafür, dass die Meere erst dann genug Sauerstoff enthielten, um reduziertes Eisen und anschließend auch Sulfide zu oxidieren. Bis die Konzentrationen dann allerdings auf moderne Werte geklettert waren, verging wohl noch einige Zeit.

Schreiben Sie uns!

Wenn Sie inhaltliche Anmerkungen zu diesem Artikel haben, können Sie die Redaktion per E-Mail informieren. Wir lesen Ihre Zuschrift, bitten jedoch um Verständnis, dass wir nicht jede beantworten können.

Partnerinhalte