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Paläontologie : Aufstieg und Untergang des Reiches Ediacara

Die Lebensweise der Ediacara-Fauna drehte sich um die dicke Biomatte aus Bakterien, die den Meeresboden bedeckte (links). Um diese Matten war es geschehen, als sich neue Ernährungsweisen wie die räuberische Jagd etablierten (rechts). Bild: F.A.Z.-A.Seilacher

Die Herrschaft der Biomatten-Bewohner dauerte keine 50 Millionen Jahre. Was ließ den Garten der Urzeit veröden?

          3 Min.

          Anfänge liegen oft im dunkeln, auch in der Erdgeschichte. Tatsächlich wird das Rätsel der Ursprünge des höheren Lebens durch unser wachsendes Wissen über die fortgeschrittenen Faunen vor der Explosion der Artenvielfalt im Kambrium nicht gelöst, sondern nur verschoben. Warum hat es drei Milliarden Jahre gedauert, bis die Evolution darauf verfiel, es einmal mit komplexeren Formen zu versuchen? Und warum tat sie es überhaupt?

          Ulf von Rauchhaupt

          Verantwortlich für das Ressort „Wissenschaft“ der Frankfurter Allgemeinen Sonntagszeitung.

          Am Anfang, so vermuten heute viele Forscher, war der Sauerstoff. Über gut und gern drei Milliarden Jahre hinweg hatten Mikroben, sogenannte Cyanobakterien, ihn als Abgas ihres Stoffwechsels in die Erdatmosphäre geblasen. Doch für die Umwelt der frühen Erde war Sauerstoff hochgradig giftig und klimaschädlich. So zersetzte er das Methan in der Atmosphäre, das durch den heute so gefürchteten Treibhauseffekt die Erde zu einer Zeit warm und lebensfreundlich hielt, als die Sonne noch schwächer leuchtete. So muß es zuweilen zu globalen Eiszeiten gekommen sein, bei denen möglicherweise selbst die Tropenmeere zufroren. Für solche aus Vergletscherungsspuren ehemals äquatorial gelegener Formationen erschlossenen Ereignisse prägte der Geochemiker Joe Kirschvink vom California Institute of Technology schon vor Jahren den Begriff „Snowball Earth“. In der aktuellen Ausgabe der Proceedings of the National Academy of Sciences hat er mit seinen Mitarbeitern ausgerechnet, daß für die erste dieser Episoden vor 2,3 Milliarden Jahren wohl die Emissionen der Cyanobakterien verantwortlich waren.

          Eine neue Art von Einzellern

          Doch indem sie Luft und Wasser mit Sauerstoff verpesteten, dezimierten die Cyanobakterien die damals schon große Vielfalt des Lebens nicht nur auf dem Umweg über das Klima - eine Vielfalt, die sich nicht, wie seit dem Ediacarium, in Körperformen ausdrückte (noch gab es nur Einzeller), sondern in Stoffwechselwegen zur Energiegewinnung. Eisen, Schwefel und manch andere Elemente, welche die Mikroben atmeten oder mit denen ihre Enzyme funktionierten, wurden nun von dem Sauerstoff gebunden. Wer nicht, wie die Cyanobakterien, Mechanismen gefunden hatte, sich vor dem Gift zu schützen, ging unter oder wurde in sauerstofffreie Nischen abgedrängt.

          Stattdessen machte sich eine neue Art von Einzellern, die sogenannten Eukaryoten, breit, denen das korrosive Gas nicht nur nicht schadete, sondern von denen manche es ihrerseits zur Energiegewinnung nutzten. Und es waren ausschließlich Eukayoten, die sich dann in einem zweiten Schritt zu differenzierten Organismen zusammenschlossen - oder nach Dolf Seilachers Vendobionten-Hypothese (siehe „Seltsames aus dem Sand“) - ihre Zellen zu vielkernigen, kunstvoll gekammerten Körpern anschwellen ließen. Irgendwann nach der (bisher) letzten „Snowball Earth“-Episode vor 635 Millionen Jahren öffnete der Garten von Ediacara seine Pforten.

          „Nur von Licht und Biogas leben“

          Es mag tatsächlich ein Garten gewesen sein, dessen komplexe Bewohner sich, statt übereinander herzufallen, allenfalls an den niederen Lebewesen in den Biomatten gütlich taten und vielleicht wie diese selbst noch von Licht und Biogas lebten. Doch dieses veganische Arkadien war im Grunde ein Relikt aus bakterieller Vorzeit und daher möglicherweise von Anfang an dem Untergang geweiht. Vielleicht waren es die weiter steigenden Sauerstoffwerte, die eine energieintensive, mobile Lebensweise biochemisch immer billiger machten. Vielleicht half die Geologie, indem Vulkane mehr Kohlendioxyd ausstießen und an den Küsten der immer weiter fragmentierenden Kontinentalmassen immer vielfältigere und zur Anpassung reizende Lebensräume eröffneten. Sicher gab es mehr als nur einen Grund für die kambrische Explosion der Tierarten.

          Sicher ist aber auch, daß es genau diese Artenexplosion war, die den Garten von Ediacara verwüstete. Das Ökosystem der Ediacara kippte in dem Moment, in dem das Aufkommen beweglicher Räuber andere Tiere in den Untergrund trieb. Es kam zu einer durch Ernährungsweisen bedingten („trophischen“) Eskalation, bei der sich Würmer und anderes Getier zum Schutz vor flinken Trilobiten oder schwimmenden Räubern in das Sediment eingruben und damit die Biomatten, die Lebensgrundlage der Ediacara, unterpflügten. „Agronomische Revolution“ nennt Seilacher diese Umweltzerstörung in Anspielung auf moderne, diesmal von den Menschen statt von gepanzerten Gliederfüßlern verursachte Prozesse. Für die Ediacara war dieser Vorgang doppelt tragisch. Selbt wenn einige von ihnen das Desaster überlebt hätten, würden wir kaum davon erfahren, da mit den Biomatten auch ihre typische Art, zu versteinern, verschwand (siehe „Masken unter der Matte“). Die kambrische Explosion raubte den Ediacara mit ihren Gärten auch ihre Gräber.

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