Ein spektakulärer Fossilienvorrat, der im ländlichen Nordosten Schottlands ausgegraben wurde, könnte als „Rosetta-Stein“ dienen, um uns zu helfen, das frühe Leben zu verstehen. Der Hornstein von Rhynie, der erstmals 1912 in der Nähe des gleichnamigen Dorfes in Aberdeenshire entdeckt wurde, ist etwa 407 Millionen Jahre alt und stammt aus dem frühen Devon. Es handelt sich um eine sogenannte „Lagerstätte“, eine Sedimentlagerstätte mit außergewöhnlich gut erhaltenen Fossilien – in diesem Fall von uralten Arthropoden, Cyanobakterien, Pilzen, Flechten und sieben verschiedenen Taxa von Landpflanzen.
Ein Hornstein ist ein hartes, feinkörniges Sedimentgestein aus Kieselerde. Es wird angenommen, dass insbesondere der Hornstein von Rhynie entstanden ist, als kieselsäurereiches Wasser aus Vulkanquellen ein landgestütztes Ökosystem fast augenblicklich überschwemmte und versteinerte.
Eine neue Analyse des Hornsteins von Rhynie, die von Forschern aus Edinburgh durchgeführt wurde, hat ergeben, dass die Erhaltung der Fossilien auf molekularer Ebene die Erwartungen übertroffen hat.
Das Team war in der Lage, die chemischen „Fingerabdrücke“ verschiedener Organismen zu identifizieren, die in den Felsen konserviert waren.
So wie der Rosetta-Stein es Ägyptologen ermöglichte, Hieroglyphen zu entziffern, hoffen die Forscher, dass diese chemischen Codes ihnen helfen werden, die Identitäten einiger der mehrdeutigeren Kreaturen zu entschlüsseln, die im Hornstein von Rhynie aufbewahrt werden.
In ihrer Studie verwendeten der Paläobiologe Dr. Corentin Loron von der Universität Edinburgh und seine Kollegen eine zerstörungsfreie, hochauflösende Bildgebungstechnik, die als Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie bekannt ist, um die Fossilien im Rhynie Chert in neuen Details zu analysieren.
Indem es sich zunächst auf die Fossilien konzentrierte, die identifizierbare Arten darstellen, war das Team in der Lage, molekulare Fingerabdrücke zu identifizieren, die es ihnen ermöglichten, zwischen Bakterien, Pilzen und anderen Organismen zu unterscheiden.
Diese Signaturen wurden bereits verwendet, um mehr über einige der mysteriöseren Mitglieder des Rhynie-Ökosystems zu erfahren – darunter zwei Exemplare von röhrenförmigen „Nematophyten“.
Diese rätselhaften Organismen, die sowohl in devonischen als auch in älteren, späten silurischen Sedimenten gefunden wurden, haben sowohl Algen- als auch Pilzmerkmale, sodass sie schwer zu klassifizieren waren.
Die neuen Erkenntnisse deuten jedoch darauf hin, dass es sich wahrscheinlich weder um Pilze noch um Flechten handelt.
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Der Co-Autor und Paläobiologe Dr. Sean McMahon, ebenfalls von der University of Edinburgh, sagte: „Wir haben gezeigt, wie eine schnelle, nicht-invasive Methode verwendet werden kann, um zwischen verschiedenen Lebensformen zu unterscheiden.
„Dies öffnet ein einzigartiges Fenster zur Vielfalt des frühen Lebens auf der Erde.“
Die Forscher experimentierten auch damit, ihre Daten in einen maschinellen Lernalgorithmus einzuspeisen, der darauf trainiert war, die verschiedenen Organismen zu klassifizieren, die im Hornstein von Rhynie gefunden wurden.
In Zukunft, sagten sie, könnte der gleiche Ansatz verwendet werden, um Daten zu sortieren, die aus anderen fossilreichen Lagerstätten gesammelt wurden.
Dr. Loron sagte, dass die Arbeit die potenziellen Erkenntnisse hervorhebt, die durch interdisziplinäre Studien geliefert werden können, die Paläontologie mit Bereichen wie Physik und Chemie verbinden.
Er sagte: „Unsere Arbeit unterstreicht die einzigartige wissenschaftliche Bedeutung einiger der spektakulären Naturerbestätten Schottlands und gibt uns ein Werkzeug an die Hand, um das Leben in komplizierteren, zweideutigeren Überresten zu untersuchen.“
Der Co-Autor und Paläontologe Dr. Nick Fraser von den National Museums Scotland stimmte dem zu und fügte hinzu: „Die kontinuierliche Entwicklung von Analysetechniken eröffnet neue Wege zur Erforschung der Vergangenheit.
„Unsere neue Studie bietet eine weitere Möglichkeit, immer tiefer in den Fossilienbestand einzudringen.“
Die vollständigen Ergebnisse der Studie wurden in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.