Forscher, die eine Sammlung alter und neuer Fossilien untersuchten, haben kürzlich entdeckt, dass eine uralte Bakterienart namens Langiella scourfieldiiwar vor über 407 Millionen Jahren einer der ersten, der Land besiedelte.
L. scourfieldii sind eine Cyanobakterienart, die zur Familie der Hapalosiphonaceae gehört. Diese Mikroorganismen wuchsen im frühen Devon unter frühen Landpflanzen.
Obwohl Cyanobakterien schon lange von Wissenschaftlern dokumentiert wurden, ist weniger darüber bekannt, wie es diesen winzigen, photosynthetisierenden Organismen gelang, das Wasser zu verlassen, um an Land zu leben. Eine neue Forschung von Dr. Christine Strullu-Derrien, einer Paläobiologin am National History Museum im Vereinigten Königreich, und ihrem Team hat dies jedoch herausgefunden L. scourfieldii sind die ältesten Arten von Cyanobakterien, von denen bekannt ist, dass sie an Land gelebt haben – eine Entdeckung, die dazu beigetragen hat, die Lücken zu schließen.
„Mit den 3D-Rekonstruktionen konnten wir Hinweise auf Verzweigungen erkennen, die ein Merkmal der Hapalosiphonaceen-Cyanobakterien sind“, erklärte Strullu-Derrien in einer Erklärung.
„Das ist spannend, weil es bedeutet, dass es sich um die frühesten an Land vorkommenden Cyanobakterien dieser Art handelt.“
Cyanobakterien-Fossilien gehören zu den ältesten, die jemals entdeckt wurden, wobei die ältesten vermutlich etwa 2 Milliarden Jahre alt sind.
Diese Bakterien, die heute auch als Blaualgen bekannt sind (was eine echte Fehlbezeichnung ist, da es sich nicht um Algen handelt), leben in und um Wasserumgebungen auf der ganzen Welt, einschließlich Ozeanen und Flüssen, aber auch auf feuchten Felsen (sogar in der Antarktis). , und in feuchtem Sand.
Cyanobakterien haben eine grundlegende Rolle bei der Gestaltung der Geschichte unseres Planeten gespielt, indem sie dazu beigetragen haben, ihn für komplexes Leben gastfreundlich zu machen und die Evolution im Allgemeinen zu beeinflussen. Durch ihre Photosynthese trugen sie dazu bei, den Sauerstoff zu erzeugen, den wir zum Leben brauchen. Damit lösten sie wahrscheinlich vor 2,4 bis 2,1 Milliarden Jahren das große Sauerstoffanreicherungsereignis aus.
Zu dieser Zeit wurde Methan, das vorherrschende Gas auf dem Planeten, durch Sauerstoff ersetzt und wurde zum Hauptbestandteil der Atmosphäre. Dieses Ereignis führte vermutlich zum ersten Massensterben, da sich anaerobe Organismen nicht an die Bedingungen anpassen konnten.
„Cyanobakterien spielten im frühen Devon die gleiche Rolle wie heute“, fügte Dr. Strullu-Derrien hinzu. „Einige Organismen nutzen sie als Nahrung, aber sie sind auch wichtig für die Photosynthese. Wir haben erfahren, dass sie bereits vorhanden waren, als Pflanzen begannen, Land zu besiedeln, und möglicherweise sogar mit ihnen um Platz konkurrierten.“
Welchen Unterschied machen Langiella scourfieldii machen?
L. scourfieldii wurden erstmals 1959 in Gesteinsfragmenten entdeckt, die in der Fossilienfundstelle Rhynie Chert in Aberdeenshire, Schottland, gefunden wurden. Allerdings war es schwierig, diese Proben richtig zu untersuchen, aber neuere Proben wurden im gleichen Gebiet geborgen und sind für die Analyse besser geeignet.
Das Hauptmerkmal, nach dem Dr. Strullu-Derrien und ihre Kollegen suchten, waren Anzeichen einer „echten Verzweigung“. Dies geschieht, wenn Bakterien in einer Reihe nebeneinander wachsen und einige in eine andere Richtung abbrechen, um Zweige zu bilden – aber nicht alle Cyanobakterien weisen diese echte Verzweigung auf.
Als solches finden L. scourfieldii in den Rhynie Chert-Proben ist eine große Sache, da Wissenschaftler damit bestätigen können, dass sie in feuchten Landökosystemen in diesem Gebiet vorhanden waren. Im Wesentlichen gelang ihnen der Sprung vom Wasser an Land und sie konnten gedeihen.
Im frühen Devon wäre die Landschaft dieses Teils Schottlands heute ganz anders gewesen. Das Land hätte tatsächlich näher am Äquator gelegen und ein weitaus wärmeres, tropisches Klima gehabt. Dies hätte den Rhynie Chert zu einem Gebiet gemacht, das von feuchtem, sandigem Flachland mit Brackwasserbecken bedeckt wäre.
Dies war jedoch eine Zeit, bevor es Bäume und andere komplexe Lebensformen gab, sodass die Umgebung weitaus weniger üppig gewesen wäre. In einem so kargen Königreich dominierten Pilze, Bakterien und Algen und konkurrierten um das Leben auf den Felsen nahe dem Wasserrand.
Da Pflanzen noch keine komplexen Tiefwurzeln entwickelt hatten, wären sie auf den von diesen Mikroorganismen gebildeten Mikrobenmatten gewachsen und hätten in diesem frühen Stadium des Lebens auf der Erde eine wichtige Interaktion gebildet.
„Der Rhynie Chert ist eine ikonische Stätte, weil er 400 Millionen Jahre alt ist und ein Großteil der Umwelt aus dieser Zeit erhalten geblieben ist“, erklärte Dr. Strullu-Derrien.
„Es ist der einzige Ort, an dem man Spuren aller Organismen zusammen findet: Pflanzen, Tiere, Pilze, Bakterien und Algen. Man kann die Interaktionen zwischen den Arten sehen, die stattgefunden haben.“
Die Studie ist in iScience veröffentlicht.