Der Erste seiner Art: Forscher haben erstmals rekonstruiert, wie der Urahn aller Bakterien aussah und lebte. Demnach war dieses stäbchenförmige Ur-Bakterium anaerob und entstand vor rund 3,5 Milliarden Jahren in hydrothermalen Schloten. Es besaß bereits die Gene und zentralen Stoffwechselwege, um alle 57 essenziellen Biomoleküle zu produzieren. Seine nächsten heute noch lebenden Verwandten sind Bakterien der Gattung Clostridium.
Wann entstanden die ersten Zellen – und wo? Bisher ist diese Frage weitgehend unbeantwortet. Mikrofossilien und chemische Signaturen in uraltem Gestein legen aber nahe, dass es schon vor gut 3,5 Milliarden Jahren erste einzellige Lebensformen gegeben haben könnte. Eines der Enzyme dieses Vorfahren allen Lebens haben Forscher vor einigen Jahren rekonstruiert. Aus den allerersten Zellen entwickelten sich zuerst Bakterien und Archaeen, die ältesten Lebensformen unseres Planeten.
Fahndung im Erbgut anaerober Bakterien
Doch wie sah der Urahn aller Bakterien aus, wo lebte er und wie ernährte er sich? Auf diese Fragen haben nun Joana Xavier und ihre Kollegen von der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf eine Antwort gefunden. Dafür fahndeten sie im Erbgut von 1.089 Bakteriengruppen nach Genen, die bei möglichst vielen vorhanden sind und die fundamentale Stoffwechselfunktionen codieren. Denn das legt nahe, dass diese Gene und ihre Proteinprodukte besonders ursprünglich sind.
Die Forschenden engten ihre Fahndung dabei auf anaerobe Bakterien ein. „Da Bakterien entstanden, als es auf der Erde noch keinen freien Sauerstoff gab, mussten wir uns nicht ansehen, wie sich Bakterien heute den Sauerstoff nutzbar machen. Denn diese Mechanismen entwickelten sich evolutionsgeschichtlich erheblich nach den ersten Bakterien“, erklärt Xavier. Ähnlich wie die heutigen anaeroben Mikroben muss daher auch ihr Urahn seine Energie durch alternative Stoffwechselwege wie die Fermentation, die Sulfatreduktion und Produktion von Methan oder Säuren gewonnen haben.
