Vor ungefähr 2,3 Milliarden Jahren hatte das Bakterienleben genug Sauerstoff erzeugt, um die Luft für größere Kreaturen atmungsaktiv zu machen. Wissenschaftler haben Beweise dafür gefunden, dass mehrzellige Eukaryoten - unsere entfernten Vorfahren - vor und nach der großen Kälte auf der Erde gedieh. Während der größte Teil des Planeten bedeckt war, gab es wahrscheinlich eisfreie Taschen, in denen Inseln des Lebens überleben konnten.
Es ist 2,3 Milliarden Jahre her, seit die Erdatmosphäre mit genügend Sauerstoff infundiert wurde, um das Leben, wie wir es kennen, zu unterstützen. Ungefähr zur gleichen Zeit wurde der Planet von Eis umhüllt, von dem einige Wissenschaftler spekulieren, dass es mehr als eine halbe Meile tief war. Das wirft Fragen auf, ob komplexes Leben vor „Schneeball Erde“ existiert und überlebt haben könnte oder ob es sich zum ersten Mal entwickelt hat, als der Schneeball zu schmelzen begann.
Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Organismen namens Eukaryoten - Organismen einer oder mehrerer komplexer Zellen, die sich sexuell fortpflanzen und Vorfahren der heute vorkommenden Tier- und Pflanzenarten sind - 50 bis 100 Millionen Jahre vor dieser Eiszeit existierten und irgendwie überlebten. Die Arbeit zeigt auch, dass die Cyanobakterien oder blaugrünen Bakterien, die den Sauerstoff überhaupt erst in die Atmosphäre gebracht haben, offenbar Millionen von Jahren zuvor Sauerstoff abgepumpt haben und auch die Vereisung der Erde überlebt haben.
Die Ergebnisse stellen die schlimmsten Modelle in Frage, wie tief die Tiefkühlung war, sagte der Astrobiologe Roger Buick von der University of Washington, Professor für Erd- und Weltraumwissenschaften. Während das Eis wahrscheinlich weit verbreitet war, war es wahrscheinlich nicht durchgehend so dick wie eine halbe Meile, sagte er.
"Diese Art der Eisbedeckung drosselt die Photosynthese, sodass es für nichts Nahrung gibt, insbesondere für Eukaryoten. Sie konnten einfach nicht überleben “, sagte er. "Aber diese Forschung zeigt, dass sie überlebt haben."
Buick und Kollegen untersuchten Öltröpfchen, die in Bergkristallen aus 2,4 Milliarden Jahren eingeschlossen waren und aus dem Gebiet des Elliot Lake in der Nähe von Sault Ste. Marie, Ontario, Kanada. Das Öl, im Wesentlichen Chemikalien, die beim Abbau organischer Stoffe zurückbleiben, enthielt Biomarker oder molekulare Fossilien, die strukturell als aus bestimmten Lebensformen stammend identifiziert werden können.
"Es ist dasselbe wie das Betrachten von Dinosaurierfossilien, außer dass diese Fossilien auf molekularer Ebene liegen. Sie betrachten die molekularen Skelette von Kohlenstoffmolekülen wie Cholesterin, die in Öltröpfchen enthalten sind “, sagte er.
Dies ist nicht das erste Mal, dass Biomarker darauf hinweisen, dass Eukaryoten und Cyanobakterien am Leben waren, bevor „Schneeball Erde“ in alten Gesteinen gefunden wurde. Ein Artikel, der zu demselben Ergebnis kam, wurde als einer der wichtigsten wissenschaftlichen Durchbrüche des Jahres 1999 gefeiert. Buick hat einen Teil der Forschung für diesen Artikel durchgeführt und war Mitautor. Aber fast seit seiner Veröffentlichung haben Kritiker gesagt, dass es sich nicht um wirklich alte Biomarker handelte, sondern um eine Art Kontamination, die in die untersuchten Proben gelangte, möglicherweise durch Öl, das zu einem viel späteren Zeitpunkt durch Schiefergesteine fließt, oder durch moderne Verschmutzung durch fossile Brennstoffe.
"Die Idee der Kontamination wurde immer in Korridoren besprochen oder in Besprechungen besprochen, aber nie gedruckt", sagte Buick. "Dieses neue Papier bestätigt, dass es sich um sehr, sehr alte Biomarker handelt."
Die Hauptautorin des in der Juni-Ausgabe von Geology veröffentlichten Papiers ist Adriana Dutkiewicz von der Universität von Sydney in Australien, für die Buick als Postdoktorandin fungierte. Weitere Autoren sind Herbert Volk und Simon George von der Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization in Australien sowie John Ridley von der Colorado State University.
Die Forscher untersuchten Gesteinsproben aus einem Aufschluss in der Nähe des Elliot-Sees, die dann in Stücke mit einem Durchmesser von weniger als einem Zehntel Zoll fragmentiert wurden. Die Partikel wurden gründlich gereinigt und während des gesamten Prozesses auf Verunreinigungen überprüft. Die Kristallfragmente enthielten zahlreiche winzige Flüssigkeitstaschen, die hauptsächlich aus Wasser bestanden, aber auch geringe Mengen Öl enthielten, üblicherweise in einem dünnen Film um eine Wasserdampfblase. Das Öl entstand aus dem Verfall organischer Stoffe, wahrscheinlich marinen Ursprungs.
„Ein Tropfen Öl ist eine Fundgrube. Es sind hochkonzentrierte molekulare Fossilien “, sagte Buick.
Die im Öl enthaltenen Biomarker deuten darauf hin, dass sowohl Eukaryoten als auch Cyanobakterien zuerst vor der Vereisung des Planeten auftraten, anstatt sich gleichzeitig oder später zu entwickeln, sagte er. Die Proben deuten auch darauf hin, dass Sauerstoff lange vor der Sauerstoffanreicherung der Atmosphäre erzeugt wurde und wahrscheinlich Metalle wie Eisen in der Erdkruste und im Ozean oxidierte, bevor sich die Atmosphäre mit Sauerstoff zu füllen begann.
Zuschüsse des Australian Research Council, der Australian Academy of Science und des National Aeronautics and Space Administration Astrobiology Institute unterstützten die Forschung.
Originalquelle: UW-Pressemitteilung
