Vernetztes Leben im Urmeer - wissenschaft.de
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Vernetztes Leben im Urmeer

Rangeomorpha
Nahaufnahme eines Rangeomorpha-Fossils aus Neufundland. (Bild: Alex Liu)

Farnähnliche Organismen ohne Mund und Organe gehörten zu den ersten mehrzelligen Tieren auf unserem Planeten. Jetzt haben Paläontologen eine überraschende neue Eigenschaft dieser vor 570 bis 540 Millionen Jahren lebenden Wesen entdeckt. Fossilfunde aus Neufundland zeigen, das diese Rangeomorpha möglicherweise sozial lebten: Über dünne Fäden waren die einzelnen Exemplare miteinander vernetzt. Diese Ausläufer könnten der Reproduktion gedient haben, aber auch dem Austausch von Nährstoffen, wie die Forscher vermuten. Die Vernetzung könnte möglicherweise erklären, warum diese farnähnlichen Organismen damals so dominant und erfolgreich waren.

Mehr als zwei Milliarden Jahre blieb das Leben auf der frühen Erde einzellig und mikroskopisch klein. Doch vor 570 bis 540 Millionen Jahren, im Zeitalter des Ediacarium, änderte sich dies plötzlich. In den Urmeeren breiteten sich bis zu zwei Meter große mehrzellige Lebewesen aus – einige glichen halbaufgeblasenen Matratzen, andere trugen geriefte Rückenschalen oder wuchsen auf langen Stängeln ähnlich wie fremdartige Unterwasserfarne. Trotz dieses auf den ersten Blick pflanzenähnlichen Aussehens zeigten diese Wesen jedoch klare Merkmale von Tieren. Allerdings fehlten ihnen noch entscheidende Organe, darunter Münder, Mägen oder Gliedmaßen. Paläontologen gehen deshalb davon aus, dass die verschiedenen Vertreter dieser Ediacara-Fauna sich durch Osmose oder Filtrieren ernährten. Aus Fossilfunden gibt es sogar erste Hinweise auf Fressgemeinschaften und andere Formen der Kooperation. Erschwert werden solche Rückschlüsse auf mögliche Lebensweisen dieser Organismen allerdings dadurch, dass sie keiner der heute bekannte Großgruppen des Tierreiches ähneln und dass sie am Ende des Ediacariums relativ abrupt verschwanden.

Tausende Filamente zwischen Rangeomorpha-Fossilien

Zu den erfolgreichsten Lebewesen des Ediacarium gehörten die farnähnlichen Rangeomorpha. Diese kamen in verschiedensten Lebensräumen der urzeitlichen Tiefsee vor und dominierten dort die Ökosysteme. „Diese Organismen konnte den Meeresboden offenbar sehr schnell kolonisieren und wir sehen dann oft eine Art als dominante Spezies in den Fossilienfundschichten“, erklärt Alexander Liu von der University of Cambridge. Das Aussehen der Rangeomorpha variierte von spindelförmigen, eher schlichten Wuchsformen über gelappte oder federähnliche Formen bis hin zu buschartigen Lebewesen mit vielen blattartigen Auswüchsen. Die meisten Vertreter waren am Meeresboden verankert, einige ragten mitsamt ihrer stielartigen Basis ein bis zwei Meter in die Höhe. Vermutlich ernährten sich die Rangeomorpha durch Osmose – sie nahmen Nährstoffe aus dem sie umgebenden Meerwasser auf.

Die größte Vielfalt dieser Organismengruppe haben Paläontologen bisher in Gesteinsformationen auf der kanadischen Insel Neufundland gefunden. Von dort stammt nun auch die jüngste Entdeckung. Liu und seine Kollegin Frances Dunn von der University of Bristol haben in knapp 40 verschiedenen Fundschichten aus dem Ediacarium nicht nur verschiedene Rangeomorpha und ähnlich blattähnliche Fossilien entdeckt, zwischen ihnen stießen sie auch auf ein ganz neues Phänomen: Viele dieser Lebewesen schienen über dünne Fäden miteinander verbunden zu sein. „Diese Filamente sind typischerweise 100 bis 1000 Mikrometer dick und zwei bis 40 Zentimeter lang“, berichten die Forscher. „Bei einem Exemplar ist das Filament sogar 4,10 Meter lang und endet an der Bodenplatte eines anderen Artgenossen. Ein zweites Paar dieser Art liegt entlang eines gemeinsamen Filaments von mehr als 2,23 Metern Länge.“ Die Fäden zeigen keine Spuren von Zellen, Riefen oder anderen Unterstrukturen und scheinen damals auf dem Meeresboden oder knapp darunter verlaufen zu sein.

Reproduktion und Nährstoffaustausch

Insgesamt identifizierten Liu und Dunn mehr als tausend solcher Fäden, die sich zwischen den Rangeomorpha erstreckten. Doch worum handelte es sich? „Die Filamente sind zu groß, um zu bekannten Bakteriengruppen zu passen“, sagen Liu und Dunn. Ihre Breite liege zudem mindestens eine Größenordnung über der von modernen Pilzhyphen. „Unseres Wissens nach gibt es keine Fossilien oder rezenten fadenförmigen Organismen, die alle von uns beschriebenen Merkmale aufweisen“, konstatieren die Forscher. Sie gehen deshalb davon aus, dass diese Filamente von den Rangeomorpha ausgehen. „Am überraschendsten war für mich, dass diese Wesen verbunden sind“, sagt Liu. „Wir haben sie immer als Individuen betrachtet, aber jetzt haben wir festgestellt, dass mehrere Mitglieder derselben Art durch diese Filamente verknüpft sein können – wie ein soziales Netzwerk im echten Leben.“ Das könnte bedeuten, dass die Rangeomorpha eine Art Kolonie bildeten.

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„Die Menge der Filamente in den neufundländischen Fundschichten deutet darauf hin, dass diese Fäden eine wichtige und vielleicht sogar integrale ökologische Komponente der farnähnlichen Ediacara-Fauna waren“, konstatieren die Wissenschaftler. Das weckt allerdings die Frage, wozu die Rangeomorpha diese Filamente nutzten. Eine Möglichkeit wäre, dass es sich um Ausläufer handelte, die der Reproduktion dienten – ähnlich wie beispielsweise Erdbeerpflanzen Ableger bilden. „Wenn diese Strukturen aber allein der Fortpflanzung dienten, dann würde man erwarten, dass große Exemplare mit kleineren verbunden sind“, sagen die Forscher. Das aber sei keineswegs immer der Fall, stattdessen seien oft gleichgroße Individuen über die Fäden verbunden. Liu und Dunn vermuten deshalb, dass die Organismen über diese Ausläufer vielleicht Nährstoffe austauschten. Dadurch könnten sie die wahrscheinlich nährstoffarmen Bedingungen in diesem Tiefseelebensraum zumindest teilweise ausgeglichen haben, so die Vermutung der Forscher. Das wiederum könnte erklären, warum gerade die Rangeomorpha über weite Teile des Ediacariums so erfolgreich waren.

Quelle: Alexander Liu (University of Cambridge) und Frances Dunn (University of Bristol), Current Biology, doi: 10.1016/j.cub.2020.01.052

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