Wie und wann wurden aus Einzellern vielzellige Lebewesen? Neue Fossilienfunde belegen, dass bereits vor 600 Millionen Jahren höher entwickelte Vielzeller existierten, wie ein internationales Forscherteam im Magazin „Nature“ berichtet. Nach bisherigen Annahmen gab es in den Ozeanen jener Zeit nur einfache Lebensformen wie Bakterien. Die Entdeckung wirft ein neues Licht auf die Entwicklungsgeschichte höheren Lebens.
In der Erdgeschichtlichen Epoche des Kambrium machte die Artenvielfalt auf der Erde einen gewaltigen Sprung: Zahlreiche Fossilienfunde belegen die sogenannte Kambrischen Explosion vor etwa 540 Millionen Jahren. In dieser Zeit tauchten die Vorfahren der größten Hauptgruppen heutiger vielzelliger Tiere auf, darunter Krebse, Spinnen und die Vorfahren der Wirbeltiere, die Chordatiere. Wie es zu diesem plötzlichen Anstieg kam, und besonders was davor geschah, ist jedoch weitgehend rätselhaft: Wie schlossen sich die bis dahin vorherrschenden Einzeller, vor allem Cyanobakterien, zu vielzelligen Organismen zusammen?
60 Millionen Jahre früher
Geobiologen um Shuhai Xiao von der Virginia Tech University haben eine Entdeckung gemacht, die bisherige Antworten auf diese Frage widerlegen: Sie beschreiben den frühesten bislang bekannten Vorfahren vielzelliger Tiere. Fossilienfunde aus der Doushantuo Felsformation in Südchina zeigen den Wissenschaftlern zufolge kugelige Organismen, die eindeutige Merkmale höherer Vielzeller aufweisen – und sie stammen aus einer Zeit rund 60 Millionen Jahre vor Beginn der kambrischen Explosion.
Die Forscher fanden Anzeichen fest zusammenhängender Zellen, Differenzierung in Keim- und Körperzellen sowie programmierten Zelltod. Dies sind deutlich weiterentwickelte Eigenschaften, als Lebewesen dieser Zeit bislang zugesprochen worden waren. Bei Bakterien kommen diese Fähigkeiten nicht vor.
Keine Bakterien oder Algen
Die beschriebenen Fossilien sind außerordentlich gut dreidimensional im Gestein konserviert, so dass Xiao und Kollegen sie als Embryonen sogenannter Edicara-Organismen identifizieren konnten, die vor rund 600 Millionen Jahren die Meere bevölkerten. Deren Abstammung war bislang unklar: „Ähnliche Fossilien wie diese wurden als Bakterien, einzellige Eukaryoten, Algen oder Frühstadien von Vorfahren moderner Tiere interpretiert“, erklärt Xiao. Nun lassen sich die Doushantuo-Fossilien den höheren Vielzellern zuordnen – im Gegensatz zu den bislang angenommenen Einzellern und Bakterien.
„Dies öffnet uns die Möglichkeit, Licht in den zeitlichen Verlauf und die Evolutionsschritte der vielzelligen Organismen zu bringen, und wie sie schließlich in deutlich sichtbarer Weise die Erde übernahmen“, sagt Xiao. Einige bisherige Hypothesen werden sicherlich verworfen oder überarbeitet werden müssen. In weiterer Arbeit wollen Xiao und Kollegen darum die Entwicklungsstadien der Fossilien erforschen, um weitere Hinweise auf deren Verwandtschaft zu erhalten.
(Nature, 2014; doi: 10.1038/nature13766)
(Virginia Tech, 25.09.2014 – AKR)
