Forscher entschlüsseln den 500-Millionen-Jahre-Tanz zwischen frühem Leben auf der Erde und Umwelt

BerlinEin Forscherteam von der Syracuse University, der Oxford University und der Stanford University untersuchte, wie sich das frühe Leben auf der Erde und dessen Umwelt über 500 Millionen Jahre gemeinsam veränderten. Ihre Ergebnisse wurden in der National Science Review veröffentlicht. Dabei betrachteten sie, wie diese Veränderungen es frühen Organismen ermöglichten, zu gedeihen.

Wichtige Erkenntnisse aus der Studie:

• Hohe Kohlendioxid- und niedrige Sauerstoffwerte prägten das frühe Phanerozoikum.
• Ozeanalgen spielten eine entscheidende Rolle bei der Veränderung der atmosphärischen Bedingungen.
• Algen nahmen Kohlendioxid auf und produzierten Sauerstoff, was die Bewohnbarkeit veränderte.
• Verbesserungen in der Fotosynthese erweiterten den chemischen Rahmen für das Leben.
• Die Sauerstoffwerte in den Ozeanen waren variabel und beeinflussten die Evolution der Tiere maßgeblich.

Vor etwa 540 Millionen Jahren, während des frühen Phanerozoikum, waren die Kohlendioxidwerte hoch und die Sauerstoffwerte niedrig, was das Überleben moderner Organismen erschwerte. Meeresalgen lösten dieses Problem. Durch Photosynthese absorbierten sie Kohlendioxid und setzten Sauerstoff frei, wodurch sich die chemische Umwelt erheblich veränderte.

Zunli Lu, Geochemie-Professor an der Syracuse University, erklärt, dass das Verständnis dieses Prozesses komplex ist. Wissenschaftler nutzen geochemische Indizien und Computermodelle, um den Sauerstoffgehalt der Ozeane im Laufe der Zeit zu untersuchen. Diese Veränderungen hatten großen Einfluss auf das Überleben der Meereslebewesen.

Jonathan Payne von der Stanford-Universität untersucht den Sauerstoffbedarf von Urzeit-Tieren und erforscht, welche Arten überlebten oder ausstarben. Seine Studien zeigen, wie Veränderungen des Sauerstoffgehalts die Evolution der Tiere beeinflussten. Mehr Sauerstoff erlaubte es den Tieren, neue Lebensräume zu besiedeln und sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen.

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Rosalind Rickaby, Geologieprofessorin an der Universität Oxford, erklärt, dass Algen ihre Photosynthese an die schwankenden Sauerstoff- und Kohlendioxidwerte anpassen mussten. Sie entwickelten interne Strukturen, um ihre Photosyntheseumgebung besser zu steuern. Dies machte sie effizienter und unterstützte andere Lebensformen.

Die Forschung zeigt, dass das Leben die Umwelt veränderte, was wiederum die Evolution des Lebens beeinflusste. Dieser Prozess machte die Erde über Millionen von Jahren hinweg lebensfreundlicher. Während der ersten Hälfte des Phanerozoikums verbesserten sich die Bedingungen für das Leben, und in der zweiten Hälfte passte sich das Leben diesen Bedingungen an.

Die Forscher empfehlen, die Verteilung von Sauerstoff im Ozean, Anzeichen von Photosynthese und Beweise für das Überleben von Organismen in alten Aufzeichnungen zu untersuchen. Dies wird dazu beitragen, besser zu verstehen, was die Fähigkeit der Erde beeinflusst, Leben zu unterstützen.

Diese Untersuchung verdeutlicht, dass die Evolution des Lebens zahlreiche biologische und chemische Prozesse umfasst. Durch ein tieferes Verständnis dieser Prozesse können wir mehr über die Geschichte des Lebens auf der Erde erfahren.