Was können uns Steine über das Leben erzählen?


Steine sind viel mehr als nur unsere tägliche „Begegnung“ mit ihnen. Sie existierten
schon lange bevor es überhaupt Leben auf der Erde gab. Leben hinterlässt Spuren im Gestein – und diese Spuren können wir heute auswerten.

Urzeitliche Bakterien in den „Schwarzen Rauchern“

Prof. Harald Strauß


Geochemiker Prof. Harald Strauß von der Universität Münster erklärt, wie die Wissenschaft dabei vorgeht, um Rückschlüsse über vergangenes Leben zu erhalten. Ein Beispiel dafür sind Spuren von Lebensbedingungen für die Tiere und Pflanzen damals. Strauß selber erforschte mit einem Wissenschaftler-Team urzeitliche Bakterien, die noch heute in sehr heißen Gewässern der sogenannten „Schwarzen Raucher“ im Mittelatlantik vorkommen. „Schwarze Raucher“ sind imposante Unterwassergebirge – hohe Temperaturen bringen die im Wasser gelösten Stoffe zum „Rauchen“. Dort fanden die Forscher einzellige Lebewesen, die ihre Spuren im Gestein hinterlassen haben. Vergleicht man diese „Signaturen“ mit denen in 3,5 Milliarden alten Steinen – Strauß spricht von einem „Gesteinsarchiv“ – stößt man auf erstaunliche Parallelen. Die Forscher schlossen daraus, dass diese Bakterien in den „Schwarzen Rauchern“ möglicherweise schon vor 3,5 Milliarden Jahren existiert haben.

Leben besteht aus Kohlenstoff

Da alle Lebewesen aus Kohlenstoff bestehen, ist die Existenz von Kohlenstoff ein wichtiger Hinweis auf Leben – und das schon vor 3,5 Milliarden Jahren. Auch damals hat es vermutlich biochemische Prozesse wie die Photosynthese gegeben.

Steine können uns durch ihre chemischen Spuren auch darüber aufklären, ob damals schon Wasser vorzufinden war und welche Lebensbedingungen vorherrschten. Gab es einen Ozean, welche Temperatur herrschte vor? – Hinweise gibt die Analyse von uraltem Gestein.

Wie sah die Erde aus, bevor komplexes Leben entstanden ist?


Kleine Felsbrocken und Staubpartikel, welche sich über einen großen Zeitraum zu Brocken verdichteten, bildeten den Anfang. Diese sind die Grundlagen der heutigen Planeten. Asteroiden spielen eine wichtige Rolle, denn ohne sie gäbe es den Mond nicht und ohne ihn uns Menschen nicht. Die flüssige Erdhülle wurde fest, Wasser und Sauerstoff entstanden. Eine Hypothese ist, dass
lebenswichtige Ressourcen von Asteroiden auf die Erde gebracht worden sind. Eine weiter: Leben könnte sogar mehrmals entstanden sein – den ein Asteroiden-Einschlag auf der Erde machte davor existierendes Leben vermutlich zunichte.

LUCA – Last Universal Common Ancestor


LUCA ist ein Konstrukt. Ein genetischer Rückschluss auf einen Einzeller vor ca. 3,8 Milliarden Jahren, welcher komplett ohne Sauerstoff ausgekommen ist. „Ernährt“ hat sich dieses urzeitliche Leben möglicherweise von Kohlenstoffdioxid,
Wasserstoff und Stickstoff. Außerdem waren Metalle eine wichtige Ressource für ihn.
Vor ca. 3,5 Milliarden Jahren entwickelten sich Blaualgen und mit ihnen der erste
Sauerstoff. Zwei Milliarden Jahre später existierten die ersten Organismen mit
Zellkernen.

Fossilien sind nicht gleich Fossilien


Der Begriff Fossilien ist sehr weit gefasst, denn Fossilien können unterschiedliche Formen annehmen. Es gibt „Körperfossilien“ – etwa Spuren verstorbener urzeitlicher Fische oder Dinosaurierteile. Über einen langen Zeitraum hinweg „versteinerten“ sie, indem sie sich über Mineralbildung in Stein verwandelten. „Spurenfossilien“ umfassen lediglich Spuren, zum Beispiel Fußabdrücke, welche damals lebende
Tiere auf der Erde hinterlassen haben. Die „Chemofossilien“ umfassen die Gruppe des chemischen Fingerabdruckes, welche man in Gestein vorfinden kann – eben jene Spuren, die Geochemiker wie Harald Strauß auswerten.

Blick in die Urzeit – durch Geoparks


Ein Geopark ist ein Schutzgebiet für geologisches Erbe. Dies können
Fossilien, Klippen, alte Steinbrüche, aber auch Moore und Gewässer sein. Es sind
sozusagen Zeitfenster in die Erdgeschichte. Ein Geopark vermittelt Informationen zu
den Vorgängen, welche an diesen Orten stattgefunden hatten, betreibt aber auch
aktiv Forschung in verschiedenen Gebieten, welche in diesem speziellen Geopark
vorgefunden werden kann. Einer der ältesten Geoparks in Deutschland ist der Unesco global Geopark Terravita in der Nähe von Osnabrück, wo man sogar Zähne eines urzeitlichen Hais sehen kann.

Was sind schwarze Raucher und wieso sind sie so interessant für die Forschung?

Wie kann man das Alter von Steinen bestimmen? Diese Fragen und weitere gehen wir in unserem Podcast mit Prof. Harald Strauß nach.

Hier der Link zu der Folge: „Was erzählen Steine über den Ursprung des Lebens?“

Shownotes:

https://www.uni-muenster.de/GeoPalaeontologie/historischegeologie/mitarbeiter/strauss.shtml https://www.geothermie.de/bibliothek/lexikon-der-geothermie/r/raucher-schwarze-weisse.html https://magazin.tu-braunschweig.de/m-post/entstehung-des-lebens/ https://education.nationalgeographic.org/resource/formation-earth/ https://www.geopark-terravita.de/

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