Wie Tiere die Schneeballerde erobert haben könnten

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Der Planet Erde war einst so etwas wie eine Kreuzung zwischen einem Gefrierschrank und einem Autozerkleinerer. Über weite Strecken der Geschichte des Planeten wurde alles von Pol zu Pol unter einer kilometerdicken oder dickeren Eisdecke zermalmt. Wissenschaftler nennen diesen Schneeball Erde.

Einige frühe Tiere haben es geschafft, diese Eiszeit vor etwa 720 bis 580 Millionen Jahren zu überstehen, aber sie hatten ihre Arbeit vor ihnen. Trotz ihrer tapferen Erfolge pulverisierte die wiederholte Expansion und Kontraktion riesiger Eiskappen die Überreste der robusten Extremophilen und hinterließ fast keine Spur von ihnen im Fossilienbestand und Wissenschaftler hatten wenig oder keine Ahnung, wie sie es geschafft hatten, zu überleben.

„Es ist, als hätte man einen riesigen Bulldozer“, sagt Huw Griffiths vom British Antarctic Survey. “Die nächste Gletscherexpansion hätte all das einfach gelöscht und im Grunde zu Brei gemacht.”

Trotz des Mangels an direkten Beweisen dank all dieser Gletscherbewegungen argumentiert Griffiths, dass es vernünftig ist anzunehmen, dass eine Vielzahl von Tierarten die Schneeballerde bewohnt haben. Er schlägt vor, dass dieses Aufblühen vor der sogenannten kambrischen Explosion liegt, einer Zeit vor etwa 540 Millionen Jahren, als eine große und beispiellose Vielfalt tierischen Lebens auf der Erde entstand. „Es ist kein großer Vorstellungssprung, dass es davor viel kleinere, einfachere Dinge gab“, sagt Griffiths.

Das vollständige Bild des tierischen Lebens in dieser Zeit geht verloren, aber Griffiths und seine Kollegen werfen Sie einen Blick in einen kürzlich erschienenen Artikel versucht herauszufinden, was er Mächtig ausgesehen haben.

Das Team betrachtete drei verschiedene eingefrorene Perioden. Die erste war die Sturtian Snowball Earth, die vor etwa 720 Millionen Jahren entstand. Es dauerte bis zu 60 Millionen Jahre. Es ist eine unglaublich lange Zeit – fast so lang wie die Zeit vom Ende des Zeitalters der Dinosaurier bis heute. Dann kam die Marinoan Snowball Earth, die vor 650 Millionen Jahren begann und nur 15 Millionen Jahre bestand. Ihm folgte schließlich vor etwa 580 Millionen Jahren die Gaskiers-Eiszeit. Diese dritte Vergletscherung war noch kürzer und wird oft eher als Schneeball denn als Schneeball bezeichnet, weil die Eisdecke wahrscheinlich nicht so ausgedehnt war.

Obwohl das Eis die meisten Fossilien aus dieser Zeit zermalmte, fanden Wissenschaftler eine Handvoll Überreste. Diese seltenen Fossilien stellen die seltsamen Tiere dar, die während der Zeit der Gaskiers-Eiszeit existierten. Unter diesen alten Bewohnern von Slushball Land waren die Frondomorphe, Organismen, die ein bisschen wie Farnblätter aussahen. Frondomorphe lebten am Meeresboden unter dem Eis und nahmen möglicherweise Nährstoffe aus dem sie umgebenden Wasser auf.

In Ermangelung direkter Beweise argumentieren Griffiths und seine Kollegen stattdessen, dass die Überlebensstrategien von Tieren während der großen Frostperioden der Vergangenheit wahrscheinlich von Leben repliziert werden, das heute die ähnlichste Umgebung auf der Erde bewohnt: die Antarktis.

Viele Tiere wie Seesterne und Schwämme überleben auf dem Meeresboden unter dem Eis vor der Antarktis. Foto von Norbert Wu/Minden Pictures

Einige Bewohner der modernen Antarktis wie z Anemonen verkehrt herum an der Unterseite des Packeises befestigt leben. Eine der beliebtesten Fütterungsstrategien von Krill besteht darin, Mikroorganismen auf dieser umgedrehten Ebene zu weiden. Laut Griffiths und seinen Kollegen haben sich vielleicht die ersten Tiere an solchen Orten ernährt und Zuflucht gefunden.

Es ist auch möglich, dass durch das Wachsen und Schwinden des Meereises Algen oder andere im Eis lebende Mikroorganismen in das Meerwasser eingeführt wurden, wodurch sie gedeihen konnten, was anderen primitiven Tieren als Nahrung dienen könnte.

Eine der Herausforderungen, mit denen die Bewohner einer Schneeballerde konfrontiert waren, war der mögliche Sauerstoffmangel, sowohl weil der Sauerstoffgehalt in der Luft niedrig war als auch weil es eine begrenzte Mischung aus der Atmosphäre in das Wasser gab. Aber das sauerstoffreiche Schmelzwasser an der Spitze der Wassersäule hätte die Tiere, die davon abhängig waren, ernähren können. Einige Bewohner, die heute auf dem antarktischen Meeresboden leben, wie z. B. bestimmte Arten von Federstern, lösen dieses Problem, indem sie sich auf Wasserströmungen verlassen, um einen konstanten Fluss von Sauerstoff und Nährstoffen aus kleinen Bereichen mit offenem Wasser an der Oberfläche bis tief unter die Schelfeise zu bringen. Es gibt keinen Grund zu der Annahme, dass dies nicht auch während der Land of the Gaskiers Slushball-Periode passiert ist.

„Wir sprechen wirklich über sehr einfache Lebensformen … aber damals hätte man mehr brauchen können, um König der Bestien zu sein“, sagt Griffiths.

Neben Frondomorphen könnte der Meeresboden auch von Schwämmen bewohnt worden sein. Einige fossile Beweise für Schwämme gehen lange vor Sturtian Snowball Earth zurück, obwohl es einige Diskussionen darüber gibt, sagt Griffiths.

Ashleigh Hood, ein Sedimentologe an der Universität von Melbourne in Australien, der nicht an der Forschung beteiligt war, scherzt, dass „jeder, einschließlich uns, seinen ältesten Schwamm hat, den er in den Archiven gefunden hat, und niemand sonst glaubt ihnen“.

Einige moderne Schwämme leben in Symbiose mit Bakterien, was ihnen helfen kann, auf Nährstoffe zuzugreifen, wenn andere Lebensmittel knapp sind. „Es basiert wahrscheinlich auf einer Überlebensstrategie, die sie sehr früh in ihrer Geschichte hatten“, schlägt Hood vor.

Andrew Stewart, stellvertretender Kurator am Museum of New Zealand Te Papa Tongarewa, der ebenfalls nicht an dem Artikel beteiligt war, hat unzählige Arten aus den rauen Umgebungen der Antarktis untersucht. Viele dieser Organismen gedeihen gut an Orten, die unglaublich dunkel, kalt oder chemisch giftig sind. Für Stewart sind Extremophile in der Antarktis eine Erinnerung daran, wie robust das Leben auf der Erde wirklich ist – und vielleicht schon immer war.

„Es ist einfach der tollste Ort“, sagt er. „Du sagst, nein, Blödsinn, da kann nichts überleben! Nun, eigentlich ist es möglich.