Das Leben an Land ist älter als gedacht

Vom Wasser auf das Land: Die ersten Lebewesen haben diesen Sprung bereits vor mindestens 3,2 Milliarden Jahren geschafft – 300 Millionen Jahre früher als bisher angenommen. Das zumindest legen verräterische Kristallstrukturen in Gesteinsformationen in Südafrika nahe. Diese deuten auf die Anwesenheit von Mikroorganismen hin, die schon damals außerhalb der Ozeane lebten.

Lange Zeit spielte sich das Leben auf der Erde ausschließlich im Wasser ab. Doch irgendwann begannen die ersten Lebewesen, auch das Festland zu erobern – allerdings nur allmählich und Schritt für Schritt. Denn der Sprung aus den Ozeanen war für viele Tiere und Pflanzen eine schwierige Herausforderung.

Doch wann schafften es die ersten Organismen, die Landmassen unseres Planeten zu besiedeln? Offenbar früher als gedacht, sagen nun Wissenschaftler um Sami Nabhan von der Freien Universität Berlin. Sie haben in urzeitlichen Gesteinsformationen in Südafrika erstaunlich alte Spuren von Leben entdeckt.

Mikroorganismen wandelten Schwefel um

In einer 3,22 Milliarden Jahre alten Schicht des Barberton Greenstone Belt, einem der ältesten bekannten Gesteine der Erde, waren die Forscher auf verräterische Kristallstrukturen gestoßen: winzige Körnchen des Minerals Pyrit, die klare Anzeichen einer Beeinflussung durch Mikroorganismen aufwiesen.

Vor allem die Verteilung der Spurenelemente und das Verhältnis der Schwefelisotope 34-S und 32-S in dem Eisensulfid waren auffällig. Mithilfe von massenspektrometrischen Untersuchungen konnten Nabhan und seine Kollegen nachweisen, dass der 34-S-Anteil im Kern der Kristalle in charakteristischer Weise vom 34-S-Anteil in deren Randzonen abweicht – ein Hinweis darauf, dass Mikroorganismen den Schwefel am Rand der Kristalle umgewandelt haben. Diesen Prozess nennen Experten biogene Fraktionierung.

Beweis für Bodenlebewesen jenseits der Ozeane

Aufgrund der Zusammensetzung des Gesteins, der Schichtung sowie der Form der Kristalle gehen die Wissenschaftler davon aus, dass die Felsen ihren Ursprung in einem alten Bodenprofil hatten. Dieser „Paläoboden“ entstand vor mehr als drei Milliarden Jahren in einer Flussebene eines sogenannten Zopfstroms. Der Fluss transportierte Sedimente, die Eisensulfide enthielten, und lagerte sie in der Ebene ab.

In dieser Ebene müssen Mikroorganismen in einer Bodenzone gelebt haben, die abwechselnd feucht und trocken war – und verursachten die typischen Ränder an den Pyrit-Kristallen. Damit, so die Forscher, seien Bodenlebewesen nachgewiesen, die vor mindestens 3,2 Milliarden Jahren außerhalb der Ozeane lebten. Ein Novum: Der Sprung der ersten Lebewesen an Land liegt somit um rund 300 Millionen Jahre weiter zurück als bisher bekannt. (Geology, 2016; doi: 10.1130/G38090.1)

(Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ, 08.11.2016 – DAL)