Als Pflanzen erstmals begannen, Harz zu produzieren, war dies eine wichtige Innovation. Denn die klebrige, an der Luft erstarrende Masse hilft ihnen, Wunden zu versiegeln und sich gegen Brandschäden durch Feuer zu schützen. Gleichzeitig enthält Baumharz zahlreiche bioaktive Inhaltsstoffe wie Terpenoide, die Insekten und andere Fraßfeinde fernhalten und bakterielle Infektionen bekämpfen.
Doch welche Pflanzen als erste Harz erzeugten und wann, ist bislang unklar. Zwar blieb urzeitliches Baumharz oft als Bernstein erhalten, die meisten Bernsteinfunde stammen aber aus der Kreidezeit und späteren Epochen. „Es gab bisher nur zwei Bernsteinvorkommen, die vor dem Perm-Zeitalter entstanden: eines aus dem späten Karbon vor rund 320 Millionen Jahren in den USA und eines aus der Zeit vor 300 Millionen Jahren in Kanada“, berichten Cihang Luo vom Institut für Geologie und Paläontologie in Nanjing und seine Kollegen.
Fluoreszierende Körnchen in einer Kohleschicht
Jetzt haben die Forschenden im Nordwesten Chinas Bernstein gefunden, der noch erheblich älter ist. In einer rund 385 Millionen Jahre alten Kohleschicht aus dem mittleren Devon-Zeitalter entdeckten sie winzige, hellgelbe bis dunkelbraune Körnchen, meist nur 0,1 bis 0,5 Millimeter groß. Einige waren fast transparent, andere eher opak. Auffallend jedoch: „Bei Bestrahlung mit UV-Licht zeigen diese Körnchen eine auffallend blaue Fluoreszenz“, berichten Luo und sein Team.
Nähere Analysen enthüllten: Bei diesen winzigen Klümpchen handelt es sich um Bernstein – urzeitliches Harz. Es enthält bereits verschiedene pflanzliche Terpenoide ähnlich denen, die sich heute noch in Nadelbaumharz finden, wie das Team feststellte. „Damit repräsentiert unser Bernstein aus der Hujiersite-Fundstätte den ältesten bekannten chemisch verifizierten Bernstein“, konstatieren Luo und seine Kollegen. Mit 385 Millionen Jahren ist der Hujiersite-Bernstein noch einmal 65 Millionen Jahre älter als alle früheren Funde.
Die Bernsteinkörnchen aus dem Devon sind gelblich bis bräunlich gefärbt und fluoreszieren unter UV-Licht blau (oben links). — © Luo et al./ Science Advances, CC-by-nc 4.0
Von wem stammt das Urzeit-Harz?
Doch welche Pflanze hat damals dieses Harz erzeugt? „Unser Hujiersite-Bernstein enthält ähnliche chemische Komponenten wie Koniferen-Bernsteine“, berichten die Forschenden. „Dies legt nahe, dass einige Pflanzen schon im mittleren Devon die Stoffwechselwege entwickelt hatten, um komplexe Terpenoid-Harze zu erzeugen.“ Diese wichtige botanische Innovation fand demnach früher statt als zuvor angenommen.
Allerdings gab es zu jener Zeit noch keine echten Samenpflanzen: Diese Pflanzengruppe, zu der alle heutigen Blütenpflanzen und nacktsamige Pflanzen wie die Nadelbäume gehören, entwickelte sich erst vor rund 380 Millionen Jahren. “Es ist daher unwahrscheinlich, dass das Hujiersite-Harz von Samenpflanzen stammt“, erklären Luo und sein Team. „Sollte sich dies bestätigen, wäre unser Bernstein auch das älteste fossile Harz von einem nicht zu den Samenpflanzen gehörenden Gewächs.“
Erste Hinweise auf die möglichen Produzenten dieses frühen Baumharzes lieferten Pflanzenfossilien in derselben Kohleschicht. „Unter den möglichen Erzeugerpflanzen sind Progymnospermen und baumartige Bärlappgewächse“, berichten die Paläontologen. Progymnospermen waren eine Vorform der Nadelbaumgewächse, die Farnen ähnelten, aber schon baumartige Formen entwickelten. Sie gelten als die Vorläufer der ersten echten Samenpflanzen.
Schutz vor Feuer und Krankheitserregern
Die Paläontologen vermuten, dass sich die Pflanzen des mittleren Devon-Zeitalters durch ihr Harz vor allem vor Feuerschäden und bakteriellen und pilzlichen Krankheitserregern schützten. Denn die meisten pflanzenfressenden Insekten traten erst im Karbonzeitalter auf, wie sie erklären. „Der Ursprung des Harzes in den frühen Gefäßpflanzen könnte daher eher der Wundversiegelung, dem Schutz gegen Brandschäden und Pathogene gedient haben als der Abwehr von Arthropodenfraß“, so Luo und sein Team.
„Die frühe Evolution der Harzproduktion könnte zum ökologischen Erfolg der Landpflanzen im Devon und Karbon beigetragen haben“, schreiben die Forschenden. Sie vermuten, dass sich auch anderswo Bernstein-Relikte dieses frühen Harzes finden lassen. Möglicherweise wurden sie nur übersehen, weil die Bernstein-Körnchen so winzig sind.
Quelle: Cihang Luo (Nanjing Institute of Geology and Palaeontology, China) et al., Science Advances, 2026; doi: 10.1126/sciadv.aeh1266
