„Getoastete“ Fossilien haben's in sich - wissenschaft.de
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„Getoastete“ Fossilien haben’s in sich

Erstaunlich: Blutgefäße und Knochenzellen eines Dinosauriers zeichnen sich noch nach Millionen von Jahren ab. (Credit: Jasmina Wiemann / Yale Universität)

Nur harte Strukturen der Knochen oder Zähne konnten die Jahrmillionen überdauern, könnte man meinen. Doch bei manchen Fossilien haben Paläontologen mittlerweile auch das scheinbar Unmögliche dokumentiert: Es sind Reste von Blutgefäßen, Zellen oder Nerven in einigen Dinosaurierknochen erhalten geblieben. Wie Forscher nun zeigen konnten, war dies durch eine Gemeinsamkeit dieser Fossilien mit geröstetem Brot möglich: Wenn die Eiweißstrukturen der weichen Gewebe durch spezielle Fossilierungs-Bedingungen gleichsam getoastet wurden, entwickelten sie Widerstandskraft gegen den Zerfall.

Der überraschende Punkt der Geschichte liegt auf der Hand, denn jeder weiß, was normalerweise nach dem Tod eines Tieres geschieht: Mikroorganismen zersetzen schnell die weichen Bestandteile eines Kadavers und das buchstäblich bis ins Mark: Auch die Blutgefäße, Zellen und Nerven in den Knochen verschwinden. Selbst wenn dieser Verwesungsprozess durch bestimmte Bedingungen unterbunden wurde, beginnen die Strukturen der weichen Bestandteile irgendwann zu zerfallen. Normalerweise sind sie nach höchstens vier Millionen Jahren vollständig verschwunden und nur die harten Bestandteile eines Fossils bleiben zurück.

Erstaunliche Überreste

Doch das ist offensichtlich nicht immer der Fall, wie Funde dokumentieren, über die sich Paläontologen besonders freuen: Einige über 100 Millionen Jahre alten Überreste enthalten Spuren organischer Strukturen, die Hinweise auf den Feinbau der urzeitlichen Tiere liefern können. Verschiedene Versuche, dieses scheinbare Paradoxon zu erklären, haben bisher zu keinen schlüssigen Ergebnissen geführt, sagen die Forscher um Jasmina Wiemann von der Yale University. „Wir haben uns nun erneut der Herausforderung gewidmet, die Versteinerung von Proteinen zu verstehen“, sagt Wiemann.

Die Wissenschaftler haben dazu die chemische Zusammensetzung von 35 Proben fossiler Knochen, Eierschalen und Zähnen untersucht, die Spuren proteinhaltiger Weichgewebe aufweisen. Außerdem haben sie die Merkmale der Gesteine an den jeweiligen Fundorten analysiert, um Rückschlüsse auf die Bedingungen zu ermöglichen, die zu den besonderen Fossilien geführt haben.

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Sauerstoffreiches Milieu war wichtig

Den Forschern zufolge zeichnete sich ab: Weiche Gewebe konnten sich typischerweise in sauerstoffreichen Umgebungen wie Sandsteinen und marinen Kalksteinen erhalten. Die chemischen Analysen offenbarten, dass die Protein-reichen Strukturen dort durch oxidative Prozesse unter Einwirkung von Hitze in sogenannte „Advanced Glycoxidation Endproducts (AGE) und Advanced Lipoxidation Endproducts (ALE) verwandelt wurden, die gegen Zerfall und Abbau resistent sind. Wie Wiemann und ihre Kollegen erklären, sind diese Stoffe strukturell vergleichbar mit den chemischen Verbindungen, die der Kruste auf Toast die dunkle Farbe verleihen.

Neben dem Einblick in ein Mysterium der Fossilienbildung lassen sich diese Ergebnisse nun auch praktisch umsetzten, sagen die Forscher: Sie liefern Hinweise darauf, wo es sich besonders lohnt, nach Fossilien mit Gewebsresten zu suchen. Konkret: Bodenschichten, in denen oxidative Bedingungen herrschen, verraten sich oft durch ihre rote oder grünliche Farbe.

„Unsere Ergebnisse zeigen, wie chemische Veränderungen die Versteinerung dieser Weichteile erklären können und verweisen zudem auf die Umgebungen hin, in denen dieser Prozess stattfinden kann“, resümiert Co-Autor Derek Briggs von der Yale University. „Dieses Wissen könnte sich bei der Suche nach besonders interessanten Spuren der Geschichte der Wirbeltiere nun auszahlen“, so der Paläontologe.

Quelle: Yale University, Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-018-07013-3

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