Spindelförmige Einschlüsse in drei Milliarden Jahre altem Gestein sind eines internationalen Forschungsteams zufolge Mikrofossilien von Plankton, das die Ozeane während dieser Zeit bewohnte. “Es ist überraschend, derart große und potenziell komplexe Fossilien zu sehen, die so weit zurückdatieren”, sagte Christopher H. House, Professor für Geowissenschaften an der Pennsylvania State University und leitender Autor der Studie.
Die Forscher zeigten jedoch nicht nur, dass diese Einschlüsse in dem Gestein biologischen Ursprungs sind, sondern auch, dass sie wahrscheinlich autotrophes Plankton waren: winzige, frei schwebende Meeresorganismen, die Energie aus ihrer Umgebung gewannen. Die Wissenschaftler untersuchten Meeressedimentgesteine aus dem Farrel Quartzite in Western Australia. Isotopen-Analysen mittels Sekundärionen-Massenspektrometrie wurden an der University of California in Los Angeles (UCLA) durchgeführt. “Ken (Co-Autor Professor Kenichiro Sugitani von der Graduate School of Environmental Studies an der Nagoya University in Japan) entdeckte diese ungewöhnlich geformten Mikrofossilien eingebettet in wirklich altem Gestein”, sagte House.
Um zu bestimmen, ob diese Einschlüsse tatsächlich biologischen Ursprungs waren, untersuchten die Forscher 15 unterschiedliche Proben aus dem Farrel Quartzite und ermittelten ihre Isotopenverhältnisse von stabilem Kohlenstoff. Der Anteil von Kohlenstoff-13 in den Mikrofossilien deutete auf Material hin, das durch biologische Prozesse entstand. Sie fanden heraus, dass der Anteil von Kohlenstoff-13 in der organischen Materie im Hintergrund des umgebenden Gesteins anders war als in den Mikrostrukturen.
“In Kombination mit veröffentlichten morphologischen und chemischen Studien betrachtet, sprechen diese Ergebnisse dafür, dass die Mikrostrukturen aus dem Farrel Quartzite echte Mikrofossilien sind und unterstützen die Interpretation, laut der die Spindeln Plankton waren”, berichten die Forscher in der aktuellen Ausgabe von Geology. Die morphologischen und chemischen Studien wurden von Sugitani und Dorothy Oehler durchgeführt. Oehler ist ebenfalls eine Co-Autorin der Abhandlung und arbeitet für das Astromaterials Research and Exploration Science Directorate am Johnson Space Center der NASA.
Die spindelförmigen Mikrofossilien sind zwischen 20 und 60 Mikrometer lang – etwa die Größe von feinem Sand und damit innerhalb des Größenbereichs von heutigem Mikroplankton. Isotopen-Analysen von stabilem Kohlenstoff können den biologischen Ursprung dieser Mikrofossilien nachweisen, weil die Organismen Kohlenstoffdioxid benutzten, um Energie zu erzeugen und den Kohlenstoff in sich selbst integrierten. Im Verlauf dieses Prozesses integrierten sie aus dem verfügbaren Kohlenstoff mehr Kohlenstoff-12 als Kohlenstoff-13, was eine Signatur biologischen Ursprungs hervorruft.
Oehler merkte an, dass die Spindeln die gleichen zu sein scheinen, die bereits in 3,4 Milliarden Jahre alten Gesteinen aus der Strelly Pool Formation in Western Australia und der Onverwacht Group in Südafrika und Swasiland gefunden wurden. “Die Existenz dieser Mikrofossilien vor bis zu 3,4 Milliarden Jahren an unterschiedlichen Orten lässt vermuten, dass die Ozeane wahrscheinlich für eine ausgedehnte Zeitperiode Leben beherbergten”, sagte Oehler. “Mehr noch, es hat Auswirkungen über das hinaus, was wir hier gemacht haben. Es spricht dafür, dass die Entwicklung vielfältigen Lebens schnell ablief.”
Koichi Mimura von der Graduate School of Environmental Studies an der Nagoya University in Japan wirkte ebenfalls an diesem Projekt mit. Das NASA Astrobiology Institute, das Astromaterials Research and Exploration Science Directorate, das Johnson Space Center und die Japan Society for the Promotion of Science unterstützten diese Forschungsarbeit.
(THK)
Antworten