Vor fast 600 Millionen Jahren lebte eine Gemeinschaft von Algen und wurmähnlichen Tieren in einem Tiefseegebiet in der Nähe von Lantian, einer kleinen Ortschaft in der Anhui Provinz im Süden Chinas. Die Organismen lebten also lange vor Beginn der so genannten Kambrischen Explosion vor 540 Millionen Jahren.
Dann starben die Organismen und hinterließen rund 3.000 nahezu unbeführte Fossilien, eingebettet in Ablagerungen von schwarzem Schiefer, welche in sauerstofflosem Wasser lagen.
Wissenschaftler von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, Virginia Tech und der Northwest University in Xi’an (China) berichten über die Entdeckung der Fossilien in der Ausgabe des Magazins Nature vom 17. Februar.
Zusätzlich zu den möglicherweise alten Formen von Algen und Würmern enthielten die „Lantian Biota“ (benannt nach dem Ort) Makrofossilien mit komplexen, rätselhaften Strukturen. Die Wissenschaftler identifizierten 15 verschiedene Spezies an der Fundstätte.
Die Fossilien deuten darauf hin, dass die morphologische Diversifizierung von makroskopischen Eukaryoten – die ältesten Organismen mit komplexen Zellstrukturen – möglicherweise nur mehrere zehn Millionen Jahre nach dem so genannten „Schneeball-Erde“-Ereignis auftrat, welches vor 635 Millionen Jahren, kurz vor dem Ediacarium, endete. Und ihre Anwesenheit in dem mit organischen Substanzen angereicherten schwarzen Schiefer lässt vermuten, dass trotz der allgemein sauerstofflosen Bedingungen regelmäßig eine begrenzte Sauerstoffversorgung der Ozeane stattfand.
„Also gibt es zwei Fragen“, sagte Shuhai Xiao, Professor für Geobiologie am College of Science der Virginia Tech. „Warum entwickelte sich diese Gemeinschaft zu diesem Zeitpunkt an diesem Ort? Sie unterscheidet sich deutlich von anderen Gemeinschaften in älteren Gesteinen, was die Anzahl der Spezies betrifft. Hier sind sie komplexer und größer als in vorangegangenen Entwicklungen. Diese Gesteine wurden kurz nach der größten Eiszeit überhaupt gebildet, als der Großteil der globalen Ozeane gefroren war. Vor 635 Millionen Jahren endete diese Eiszeit (das „Schneeball-Erde“-Ereignis) und die Ozeane waren eisfrei. Vielleicht hat das die Grundlage für die Entwicklung komplexer Eukaryoten vorbereitet.“
Das Team untersuchte die schwarzen Schiefergesteine, welche in Gewässern lagen, die nicht günstig für sauerstoffabhängige Organismen sind, weil „sie bekannt dafür sind, Fossilien sehr gut zu konservieren“, sagte Shushai. „in den meisten Fällen wurden tote Organismen in den schwarzen Schiefer mit hineingewaschen und konserviert. In diesem Fall haben wir Fossilien entdeckt, die unberührt dort konserviert wurden, wo sie lebten – manche Algen waren noch verwachsen.“
Die Schlussfolgerung, dass die Umgebung giftig wurde, hat sich aus geochemischen Daten ergeben, „aber die Gesteinsschichten, in denen diese Fossilien gefunden wurden, repräsentieren Momente in der Erdgeschichte, während derer freier Sauerstoff verfügbar war und günstigere Bedingungen herrschten. Es sind sehr kurze Momente für einen Geologen“, sagte Xiao, „aber lange genug für die sauerstoffabhängigen Organismen, um die seltene Gelegenheit zu ergreifen und das Gebiet um Lantian zu kolonisieren.“
Das Wissenschaftsteam vermutet in dem Nature-Artikel, dass das fragliche Gebiet praktisch sauerstofflos war, aber dass es kurze Perioden der Anwesenheit von Sauerstoff gab, in denen sich komplexe neue Lebensformen das Gebiet bevölkerten. Diese staben anschließend und wurden konserviert, als der Sauerstoff verschwand. „Solche kurzen sauerstoffreichen Intervalle benötigen geochemische Analysen mit hoher Auflösung, um die Dynamik und komplexe Natur der Sauerstoffgeschichte während des Ediacariums zu erfassen“, sagte Hauptautor Xunlai Yuan, Professor für Paläontologie an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften.
Um diese Hypothese zu beweisen, sind weitere Studien notwendig. Die Gesteine in dem Untersuchungsgebiet sind in Schichten abgelagert. In jeder Schicht können feinere und noch feinere Schichten erkannt werden. „Wir werden aus jeder feinen Schicht Proben sammeln müssen, um zu sehen, ob es zwischen den fossilienhaltigen Schichten und fossilienlosen Schichten Unterschiede im Sauerstoffgehalt gibt“, sagte Co-Autor Chuanming Zhou, ebenfalls Professor für Paläontologie an der Chinesischen Akademie der Wissenschaften.
Die Untersuchung wurde unterstützt von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, der National Natural Science Foundation von China, dem chinesischen Ministerium für Wissenschaft und Technologie, von der National Science Foundation, und dem NASA Exobiology and Evolutionary Biology Program.
Quelle: http://www.vtnews.vt.edu/articles/2011/02/021711-research-oldestfossils.html
(THK)
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