Anhand von Fossilien können Paläontologen nachvollziehen, welche Lebewesen in der Vergangenheit auf der Erde gelebt haben und wann bestimmte Arten entstanden oder ausgestorben sind. Für die letzten rund 500.000 Jahre zeugen zahlreiche Muscheln, Skelette und weitere Fossilien von der Vielfalt des Lebens. Die frühesten Lebewesen allerdings besaßen noch keine Knochen oder Schalen, die hätten versteinern können. Aus der Zeit des Proterozoikums vor 2,5 Milliarden bis 539 Millionen Jahren gibt es daher nur wenige erhaltene Fossilien, die zudem bislang kaum systematisch eingeordnet wurden.
Uralte Fossilien analysiert und systematisiert
Ein Team um Qing Tang von der Nanjing Universität in China hat nun die verfügbaren Daten zu Fossilfunden aus dem Proterozoikum zusammengestellt und neu analysiert. „Dies ist die bisher umfassendste und aktuellste Analyse dieses Zeitraums“, sagt Co-Autor Shuhai Xiao von der Virginia Tech in Blacksburg in den USA. Mit Hilfe eines Computerprogramms gelang es den Forschenden zudem, die Fossilien genauer als zuvor zeitlich einzuordnen und in Beziehung zu den geologischen und klimatischen Ereignissen auf der Erde zu setzen.
„Unsere Ergebnisse liefern entscheidende Einblicke in die Koevolution von Erde und Leben im Proterozoikum“, berichtet das Team. So stellten Tang und seine Kollegen fest, dass sich die Eukaryoten nach ihrer Entstehung vor rund 1,8 Milliarden Jahren zunächst nur langsam diversifizierten. Vor etwa 1,45 Milliarden Jahren erreichte ihre Artenvielfalt ein stabiles Niveau, das rund 700 Millionen Jahre lang bestehen blieb. „Dieses statische Diversitätsmuster spiegelt die ‘langweilige Milliarde’ wider, einen Zeitraum von vor 1,8 Milliarden bis 800 Millionen Jahren, der durch Stabilität in den globalen Kohlenstoffkreisläufen gekennzeichnet war“, erklärt das Team.
Eiszeit als Startschuss
Vor rund 720 Millionen Jahren kam es jedoch zu einer drastischen Veränderung: Eine globale Eiszeit sorgte dafür, dass fast der gesamte Planet vergletscherte – die Erde wurde zu einem Schneeball. Vor 650 Millionen Jahren folgte eine zweite, ähnlich ausgedehnte Eiszeit. Nachdem diese vor 635 Millionen Jahren endete, kam es zu einer Explosion in der Bildung neuer Eukaryotenarten. „Die Eiszeiten waren ein wichtiger Faktor, der den evolutionären Weg in Bezug auf Vielfalt und Dynamik zurücksetzte“, sagt Xiao. „Unmittelbar nach Ende der Vereisung haben wir einen raschen Wechsel der eukaryotischen Arten festgestellt.“
Auf die Eiszeiten des Cryogeniums folgte die Periode des Ediacarium, die die frühesten bekannten großen, vielzelligen Lebewesen hervorbrachte. „Der Artenreichtum von Eukaryotenfossilien nahm im Ediacarium und im frühen Kambrium rasch zu und erfuhr dynamische Veränderungen“, berichten die Forschenden. „Vor dem Ediacarium waren die Raten der Entstehung und des Aussterbens von Arten niedrig, während sie danach viel höher waren und größere Schwankungen aufwiesen.“
