Zellfäden von Nostoc.
Für die ersten Lebewesen der Erde war Sauerstoff höchst giftig. Seine Anreicherung in der Atmosphäre in der Urzeit führte zum grössten Artensterben der Erdgeschichte. Als Ursache haben Zürcher Forschende nun die Vielzelligkeit der ersten Sauerstoff bildenden Organismen, den Cyanobakterien, ausgemacht.
Das Sterben war schleichend, aber gewaltig: Vor etwa 2,4 Milliarden Jahren begannen die Cyanobakterien mit der Photosynthese. Sauerstoff reicherte sich in der Erdatmosphäre an, was einen Grossteil der damaligen ohne Sauerstoff lebenden Mikroorganismen auslöschte. Das Ereignis bezeichnen Forscher als die Grosse Sauerstoffkatastrophe.
Früher vielzellig als angenommen
Evolutionsbiologen der Universitäten Zürich (UZH) und Göteborg weisen nun einen Zusammenhang zwischen der Katastrophe und der Vielzelligkeit der Cyanobakterien nach, wie die Hochschule am Dienstag mitteilte. Vielzellige Lebewesen hätten oftmals einen effizienteren Stoffwechsel als einzellige, erklärte Studienleiter Homayoun Bagheri in der Mitteilung.
Eine Analyse der Stammesgeschichte von fossilen und lebenden Cyanobakterien ergab, dass diese Mikroben viel früher vielzellig wurden als bisher angenommen, nämlich vor 2,3 Milliarden Jahren. Dies berichten die Forscher im Fachblatt «Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS). Damit waren sie rund eine Milliarde Jahre früher dran als die Eukaryoten, Lebewesen mit Zellkern, aus denen später die Pflanzen hervorgingen.
Neue vielzellige Arten entstanden
Durch die Grosse Sauerstoffkatastrophe konnten die Cyanobakterien viele Lebensräume von den verschwundenen anaeroben Bakterienarten übernehmen, wie die UZH schreibt. Tatsächlich fanden die Forschenden in Ablagerungen aus dieser Zeit nach dem Ereignis viele neue Arten vielzelliger Cyanobakterien.
«Morphologische Änderungen bei Kleinstlebewesen wie Bakterien konnten die Umwelt grundlegend und in kaum vorstellbaren Mass beeinflussen», schliesst die Erstautorin Bettina Schirrmeister.
Die Cyanobakterien gehören zu den ältesten Organismen auf der Erde. Sie kommen auch heute noch in Ozeanen, Gewässern und selbst in heissen Quellen vor. Indem sie Sauerstoff produzierten und sich zu Vielzellern entwickelten, spielten sie eine Schlüsselrolle für die Entstehung von Sauerstoff atmenden Organismen.
