Discovod/Shutterstock Vor über einer halben Milliarde Jahren erlebte unser Planet die Mutter aller Eiszeiten. Eines, das die Erde nicht nur in einen riesigen Schneeball verwandelte, sondern laut neuen Forschungsergebnissen dem komplexen Leben wahrscheinlich den nötigen Tritt in die Hose gab, den es zum Gedeihen brauchte.
In Sedimentgesteinen des australischen Outbacks eingeschlossene organische Moleküle deuten auf eine globale Algenblüte hin, die auf das Schmelzen des Eises folgte und den Grundstein für eine biologische Revolution legte.
Lange Zeit war die Erde im Besitz einfacher Mikroben, denen komplexe innere Strukturen fehlten. In einer Welt, in der Zellen nur Zellen fressen, dominierten ihre Grundformen jede Konkurrenz.
Offensichtlich hat sich in den letzten paar Milliarden Jahren viel verändert, aber es gibt nicht viele Beweise dafür, was den Spieß umgedreht hat.
In einer von der Australian National University (ANU) geleiteten Forschung wurden konservierte Kohlenwasserstoff-Biomarker verwendet, um den genauen Zeitpunkt komplexer photosynthetisierender Organismen zu messen, die als bekannt sind Archaeplastida erschien erstmals auf der Erde.
„Diese Moleküle sagen uns, dass es vor 650 Millionen Jahren wirklich interessant wurde“, sagt der leitende Forscher Jochen Brocks von der ANU.
„Es war eine Revolution der Ökosysteme, es war der Aufstieg der Algen.“
Einfache, bakterienähnliche Mikroben waren die ersten, die damit begannen, das Sonnenlicht aufzusaugen und es grob in Kohlenwasserstoffe umzuwandeln Vor 3,4 Milliarden Jahren .
In den nächsten Milliarden Jahren änderte sich nicht viel, da diese Mikroben langsam Kohlendioxid fraßen und eine Menge Sauerstoff ausspuckten.
Dann geschah Archaeplastida. Vereinfacht ausgedrückt entwickelte eine große Art mikrobieller Raubtiere die Angewohnheit, zu verschlingen Cyanobakterien ohne sie zu verdauen, und eine bahnbrechende Partnerschaft wurde geformt.
Molekulare Uhren deuten darauf hin, dass diese Vereinigung vor etwa ein bis zwei Milliarden Jahren stattfand und die ersten Eukaryoten der Welt hervorbrachte. So clever der Trick auch war, er war den winzigen Solarkraftwerken nicht gewachsen.
Wenn man etwas darüber wüsste, wie sich die Anzahl und Vielfalt der Algen im Laufe der Zeit veränderte, könnte man ein detaillierteres Bild davon erhalten, wann und warum sich Ökosysteme zu einer reichen Vielfalt an Produzenten und Konsumenten entwickelt haben.
Leider hinterlassen solche winzigen Zellen keine Fossilien, wenn sie sterben, daher ist es schwierig, viel über ihre Häufigkeit zu wissen.
Aber ihre Phospholipidmembranen hinterlassen Spuren von organischem Material. Die Messung der Verhältnisse der verschiedenen Moleküle kann Forschern eine klarere Vorstellung von der Vielfalt und Größe von Algenpopulationen vermitteln.
In diesem Fall entdeckte das Team eine Zunahme der Vielfalt und Häufigkeit der Archaeplastida, die mit einer Lücke zwischen zwei bedeutenden Klimaereignissen in der Erdgeschichte zusammenfiel, die auch als Klimaereignis bezeichnet wird Sturtian Und Marinoisch „Schneeball-Erde“-Vergletscherungen vor etwa 659 bis 645 Millionen Jahren.
Beide Vereisungen fanden während der Erdzeit statt Kryogene Zeit , einer Zeit, in der sich das Eis regelmäßig in Form massiver Gletscher von den Polen bis zum Äquator erstreckte.
Zum Zeitpunkt der von den Forschern festgestellten Algenblüte waren die Gletscher zurückgegangen, nachdem sie einen Großteil des Planeten bedeckt hatten.
„Die Erde war 50 Millionen Jahre lang zugefroren“ sagt Brocks .
„Riesige Gletscher zermahlen ganze Bergketten zu Pulver, das Nährstoffe freisetzte, und als der Schnee während einer extremen globalen Erwärmung schmolz, schwemmten Flüsse Nährstoffströme ins Meer.“
Wenn man die Punkte zusammenfasst, kann man davon ausgehen, dass die Flut an Chemikalien wie Phosphaten, die aus den verwitterten Gesteinen freigesetzt wurden, den Wettbewerb um Ressourcen entschärfte und eine Bevölkerungsexplosion auslöste, die es der Evolution ermöglichte, ihre Arbeit aufzunehmen.
Ohne diese Bedingungen in der Mitte der kryogenen Periode hätte das komplexe Leben viel länger brauchen können, um Fuß zu fassen.
„Diese großen und nährstoffreichen Organismen an der Basis des Nahrungsnetzes lieferten den Energieschub, der für die Entwicklung komplexer Ökosysteme erforderlich war, in denen immer größere und komplexere Tiere, einschließlich Menschen, auf der Erde gedeihen konnten.“ sagt Brocks .
Sehen Sie, wie Brocks seine Forschung im folgenden Clip erklärt.
Die Lösung dieses verwirrenden Rätsels hat ein neues Problem aufgeworfen.
Im Spiel der Photosynthese haben die Cyanobakterien den komplexeren Schlag der Archaeplastida. Vor der Explosion des Überflusses gelang es den Algen, sich etwa eine Milliarde Jahre lang zu behaupten.
Wie konnten die Algen so lange mit diesen überlegenen Produzenten konkurrieren?
Offensichtlich gibt es aus den Gesteinen der Erde noch viele weitere Geheimnisse zu lüften. Aber im Moment ist es interessant zu wissen, dass komplexes Leben eine Schneeballchance nutzte, um den nötigen Schub zu bekommen, um sich über seine mikrobiellen Konkurrenten zu erheben.
Diese Forschung wurde veröffentlicht in Natur .