Inhalt des Beitrages
Der Urozean war einer extremen Umgebung ausgesetzt. Es herrschten in der Urzeit Temperaturen von über 300 °C (heute 14 °C), begünstig durch einen hohen atmosphärischen Druck (80 bis 100 statt 1 bar), wie es heutzutage von der Venus bekannt ist. Dadurch stieg der Siedepunkt des Wassers, wodurch flüssiges Wasser weiterhin vorhanden war. Zudem bestand die Atmosphäre zu 95 % aus Kohlenstoffdioxid (heute 0,04 %). Der Sauerstoff war war zum größten Teil nur in gebundener Form vorhanden. Die Kontinente ragten als unbelebte Gesteinswüsten aus den Weltmeeren, und im Wasser dominierten unscheinbare einzellige Kleinstlebewesen, die den Meeresboden mit einer dichten gallertartigen Schicht überzogen.
Darunter vermehrt Cyanobakterien, jedoch war ihr Einfluss auf den CO₂-Gehalt noch gering. Es dauerte noch eine Milliarde Jahre, bis diese Bakterien die Möglichkeit der Photosynthese, der Umwandlung von CO₂ (Kohlenstoffdioxid) zu O₂ (Sauerstoff), entwickelten. Diese Mikroorganismen waren keineswegs die ersten Zellen, die ihre Lebensenergie aus Sonnenlicht bezogen. Nur hatten alle Vorgänger dazu einfachere Prozesse verwendet, bei denen statt Sauerstoff andere Substanzen wie zum Beispiel elementarer Schwefel als Abfall entstehen. Weil auch keine anderen Prozesse bekannt waren, die damals große Mengen Sauerstoff in die Atmosphäre hätten liefern können, fehlte dieses Gas bis vor 2,35 Milliarden Jahren in der Luft und auch im Wasser weitgehend. Durch die hohe Konzentration an Mikroorganismen und deren Artenvielfalt in der gallertartigen Masse entwickelten sich Endosymbiosen. Bakterien verleiben sich andere Bakterien ein, um den eigenen Bedarf zu decken. Archaebakterien bedienten sich gleich zweier Bakterienarten. Das α- Proteobakterium lieferte als Abfallprodukt den benötigten Wasserstoff und Kohlendioxid, brauchte aber zur Produktion Sauerstoff. Den konnten Cyanobakterien bieten und bedienten sich dabei an dem ausgeschiedenen CO2 des α- Proteobakterium. Der evolutionäre Vorteil dieses gekoppelten Systems lässt sich durch den darauffolgenden drastischen Anstieg der Sauerstoffkonzentration in der Atmosphäre belegen.
Photosynthese, Bakterien und Entwicklung während der Eiszeit
Der Raubzug – Endosymbiose – bildete somit den Grundstein für das tierische Leben, wie wir es heute kennen. Unter den im Urozean umherschwimmenden Einzellern mit Zellkern waren damit bereits die Vorläufer aller späteren Organismen-Reiche – der Pflanzen, Pilze, Tiere sowie der so genannten Protoctista (einer Gruppe von Algen und tierischen Einzellern) – vorhanden. Vor rund 1,5 Milliarden Jahren hatten sich jene Organismen abgespalten, die mithilfe von Sonnenlicht und Kohlendioxid Zucker und Sauerstoff herstellen konnten (Photosynthese) und später zu den grünen Pflanzen wurden. Die Pilzvorfahren in der Urzeit gingen hingegen eine andere Richtung. Aber noch immer bestanden alle Lebewesen nur aus wenigen Zellen und es war noch ein weiter Weg bis zu dem Leben, das wir heute finden.
Durch die Zunahme der Photosynthese sank der Anteil des Kohlenstoffdioxids und der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre stieg. So kam es zu einer rapiden Abkühlung, aus der eine Eiszeit resultierte. Da die Bakterien während der Eiszeit keine Photosynthese mehr betreiben konnten, erhöhte der Vulkanismus wieder den CO₂-Gehalt um 10 % und die Temperatur stieg von -50 auf 50 °C an. Die Gletscher schmolzen und schufen neues flüssiges Wasser. Durch die Plattentektonik entwickelten sich in Jahrmillionen Superkontinente und spalteten sich wieder. Neue Urmeere wurden geschaffen und bei jeder Entstehung eines Superkontinentes folgte ein Massensterben, das wiederum durch Bakterien und Phytoplankton beendet wurde.
Kambrium veränderte die Landflächen in der Urzeit
Zu Beginn der erdgeschichtlichen Epoche Kambrium in der Urzeit, hatte sich das Bild gewandelt: Zwar waren die Landflächen nach wie vor unbewohnt, doch in den Meeren tummelten sich plötzlich Tiere – und zwar nicht nur einzelne, einfache Kreaturen, sondern eine bunte Schar, die bereits Vertreter all jener Gruppen enthielt, die noch heute die Erde bevölkern. Einfach gebaute Schwämme waren darunter und Nesseltiere, deren Nachkommen etwa als Quallen oder Korallenpolypen auch heute vorkommen. Zahlreiche Arten von Gliederfüßern tummelten sich in den Gewässern, aus denen sich später Spinnen, Krebse und Insekten entwickelten. Stachelhäuter, die uns heute in Form von Seeigeln, Seesternen und Seegurken vertraut sind. Frühe Weichtiere, deren Nachfahren wir als Muscheln, Schnecken und Tintenfische kennen.
Und: Es gab schon ein Tier, dessen Körperform durch ein inneres Stützgerüst – die Chorda – stabilisiert war. Die wurde später zur Wirbelsäule und damit zum Kennzeichen der Wirbeltiere.
Text: Ulla
