Die Geschichte des Lebens

Schneeball-Erde und größere Tiere

Fossile und molekulare Beweise deuten darauf hin, dass Mehrzelligkeit vor weniger als einer Milliarde Jahren entstand und sich dann rasch ausbreitete – diese Innovation sorgte für mehr Artenvielfalt und Biomasse. Fossilien aus dieser Zeit sind allerdings rar: Eine 890 Millionen Jahre alte Struktur könnte ein Schwamm sein, molekulare Analysen erklären hingegen eine 600 Millionen Jahre alte Rippenqualle zum ältesten Tier. Auf jeden Fall zählen Schwämme und Rippenquallen sowie Nesseltiere – Quallen und Korallen – zu den Pionieren mehrzelligen Lebens, ihre einfach gebauten Körper haben noch keinen Kopf.

Den Grund für die starken Veränderungen des Meereslebens dieser Zeit vermuten Forscher in der dramatischen Varanger-Eiszeit. Deren stärkste Vereisung verwandelte unseren Planeten vor 720 bis 635 Millionen Jahren in eine „Schneeball-Erde“, für 50 Millionen Jahre reichten die Gletscher bis zum Äquator. Die harschen Eiszeit-Bedingungen könnten den Aufstieg der Mehrzeller befeuert haben, denn der Eispanzer ließ weniger Licht durch und verringerte dadurch die Photosynthese-Leistung. Das begünstigte größere Organismen, die ein größeres Gebiet nach Nährstoffen durchkämmen konnten und dadurch mehr Nahrung fanden als die kleineren Zeitgenossen.

Einige von ihnen stiegen sogar auf andere Nahrungsquellen um: Sie fraßen andere – damit war der Übergang zum Tier vollzogen. Nach dem Abschmelzen der Eismassen breiteten sich diese größeren Organismen schnell weiter aus.

So besiedelten vor 560 Millionen Jahren größere Meerestiere in artenreichen Ökosystemen die Ozeane – die sogenannten Ediacara-Faunen, benannt nach ihrem ersten Fundort in Australien. Sie trugen offenbar weder Skelette noch Panzer. Da von ihnen nur Abdrücke der weichen Körper erhalten sind, bleiben ihre Rekonstruktion und Zuordnung schwierig. Dennoch waren sie weitverbreitet, mittlerweile haben Paläontologen ihre Fossilien auf mehreren Kontinenten gefunden. Einige von ihnen sahen wie 50 Zentimeter große Kohlköpfe aus, andere erinnern an heutige Seefeder-Polypen. Gemeinsam sorgten sie und andere für eine bessere Durchmischung der Meere mit Sauerstoff und Nährstoffen, wie ein Senckenberg-Forschungsprojekt gerade herausfand.

Symmetrie ist Trumpf und Schalen werden schick

Der nächste wichtige Schritt der Evolution waren zwei neue, symmetrische Muster im Körperbau: Die meisten Tiere waren nun rechts-links-symmetrisch, einige andere kreisförmig-symmetrisch wie heutige Seeigel. Die zweite revolutionäre Neuigkeit war die Entwicklung von Schalen und Panzern aus Kalk und Chitin.

Damit war die nächste Runde des evolutiven Wettrüstens eingeläutet und führte zur sogenannten „Kambrischen Explosion“ – so nennen Forscher die explosionsartige Ausbreitung und Artenbildung der Meeresbewohner dieser Zeit, dem Kambrium. So tauchten vor 541 Millionen Jahren im geologisch winzigen Zeitraum von nur 5 bis 10 Millionen Jahren die meisten unserer heute bekannten Tiergruppen auf, darunter Weichtiere wie Schnecken und Muscheln sowie die Vorfahren von Krebsen, Spinnen und Insekten mit ihren gegliederten Körpern und Beinen. Die nur 3,8 Zentimeter winzige Pikaia gilt als Wirbeltiervorfahrin. Statt einer Wirbelsäule hatte der Winzling allerdings nur einen flexiblen Bindegewebestab im Rücken.

Vor fast 500 Millionen Jahren, im sogenannten Großen Ordovizischen Biodiversifikations-Event, kam es innerhalb von nur 25 Millionen Jahren wieder zu einer schnellen Weiterentwicklung des Lebens. In dieser Zeit, so erklären Geologen, herrschte auf der Erde eine hohe tektonische Aktivität. Durch das warme Klima gab es keine Vereisung, dadurch lag der Meeresspiegel sehr hoch und überspülte viele Kontinentalbereiche. Diese Bedingungen sorgten für ausgedehnte flache Meere mit besten Bedingungen für Meerestiere, sowohl Bodenbewohner als auch das schwebende Plankton.

Landgang auf vier Beinen

Die ersten Landbesiedler waren Bakterien, die vermutlich schon vor 3 Milliarden Jahren der dortigen Trockenheit und Sonnenstrahlung trotzten. Sie produzierten Sauerstoff, der sich in der Atmosphäre anreicherte und vor etwa 600 Millionen Jahren die vor UV-Strahlung schützende Ozonschicht aufbaute. Außerdem lösten die Bakterien Nährstoffe aus dem Gestein, die auch anderen Lebewesen Nahrung boten. Weitere Pflanzen folgten und die Kontinente wandelten sich allmählich zum Lebensraum für immer mehr Arten.

Vor rund 400 Millionen Jahren im Devon bildeten dann bereits die ältesten baumartigen Pflanzen Wälder, wie Fossilfunde aus der Antarktis, Nordamerika und anderen Regionen zeigen. Sie boten Lebensräume und Nahrung für die bunten herumkrabbelnden und -fliegenden Insekten wie Käfer. Gleichzeitig nahm der Kohlendioxid-Gehalt der Atmosphäre vermutlich durch die großen Landpflanzen stark ab, etwa auf das heutige Level.

Vor 375 Millionen Jahren ging ein Fisch namens Tiktaalik an Land – mit seinen sehr kräftigen Flossenstielen und dem stabilen Schultergürtel konnte er sich zum Laufen hochstemmen und ist eine Zwischenform aus Fisch und Vierbeiner. Diese Vierbeinigkeit war ein wichtiger Schritt in der Evolution: Bald krochen und schwammen viele Arten von Amphibien in den ausgedehnten Sümpfen dieser Zeit, manche groß wie Krokodile.

Einige Amphibien machten sich mit einer dickeren Haut und stärkeren Beinen bald unabhängig vom Wasser, vor 310 Millionen Jahren spalteten sich die Urahnen der Reptilien ab. Reptilien passten sich über 40 Millionen Jahre hinweg mit Schuppenpanzern und anderen Neuentwicklungen weiter an das Landleben an. Schließlich entstanden zwei große Reptil-Zweige: die Ahnen der Dinosaurier, Vögel und modernen Reptilien sowie eine Gruppe mit einem neuartig geformten Kiefer – die säugerähnlichen Reptilien.

Vor 250 Millionen Jahren erwärmte sich die Erde, zusätzlich schleuderten gigantische Vulkanausbrüche im heutigen Sibirien Magma und Treibhausgase wie Kohlendioxid sowie Schwefel empor – für 20 Millionen Jahre herrschte eine Hitzewelle von rund 30 Grad Celsius. Im größten Massensterben der Erdgeschichte erloschen innerhalb weniger Jahrtausende 75 Prozent der Landlebewesen-Arten und sogar 95 Prozent im Ozean. Der saure Regen löste die Kalkschalen von Meerestieren auf, Kalkkorallen verschwanden für zehn Millionen Jahre. Dieses Massensterben markiert den Übergang vom Perm zur Trias, dem Beginn des Erdmittelalters.

Kommen und Gehen der Dinosaurier

Wie nach jedem katastrophalen Sterben stiegen auch diesmal andere Tiergruppen auf. Nur wenige säugetierähnliche Reptilien hatten überlebt, dafür viele Echsen-Arten. So dominierten nun in den neuen Ökosystemen an Land die Dinosaurier, während Meeresechsen und Pterosaurier Wasser und Luft eroberten. Während diese Reptilien teilweise zu Riesenformen heranwuchsen, blieben die Säugetierahnen eher klein. Dennoch entstanden vor 105 bis 85 Millionen Jahren bereits die großen Säugetier-Gruppen, die heute noch die Erde bevölkern.

Erneuter starker Vulkanismus und ein Asteroideneinschlag führten zum nächsten Massensterben vor 66 Millionen Jahren, an der Kreide-Tertiär-Grenze. Große Reptilien wie Dinosaurier starben aus, nur die Vögel überlebten. Sie und die Säugetiere begannen in der beginnenden Erdneuzeit ihren Aufstieg. Allmählich formten sich die heutigen Ozeane und Kontinente.

Vom Primaten zum Menschen und zum Anthropozän

Auf dem afrikanischen Kontinent spaltete sich vor 25 Millionen Jahren von den Affen eine Gruppe mit besonders großen Gehirnen, nach vorn gerichteten Augen und dem Schwerpunkt auf den Hinterbeinen ab – die Primaten. Vor etwa 4,4 Millionen Jahren entstanden daraus, vermutlich durch Klimaänderungen, in Afrika die ersten Vorläufer der Menschen. Die Fußabdrücke einiger Australopithecus-Individuen dokumentieren ihren aufrechten Gang, vor 2,8 Millionen Jahren lebten in Afrika dann die ersten Menschen der Gattung Homo.

Seit etwa 2 Millionen Jahren herrscht auf der Erde
eine Eiszeit, die immer wieder von Warmzeiten unterbrochen wird. Viele große Tierarten, die sogenannte Megafauna wie Mammuts, Nashörner und Höhlenlöwen, haben dies nicht überlebt. Die Menschen hingegen waren anpassungsfähig und erschlossen sich immer wieder neue Lebensräume. Vor etwa 200.000 Jahren traten in Afrika die ersten modernen Menschen auf, seit 45.000 Jahren lebt Homo sapiens auch in Europa und trotzt selbst rauem Klima.

Seit dem Ende der letzten Vereisung vor 11.000 Jahren haben Menschen in der jetzigen klimatisch stabilen Warmzeit den Bau von Siedlungen und die Domestikation nützlicher Pflanzen- und Tierarten vorangetrieben und veränderten damit ganze Landschaften und Ökosysteme, etwa durch das Abholzen von Wäldern oder Trockenlegen von Sümpfen.

Mit dem Beginn des Verbrennens fossiler Energieträger begann der aktuelle Abschnitt der Erdgeschichte, der oft Anthropozän genannt wird. Der exponentiell steigende Ausstoß von Kohlendioxid und anderen Gasen lässt die globalen Temperaturen schneller als je zuvor in der Erdgeschichte ansteigen und führt zu starken Veränderungen der Atmosphäre, der Erdoberfläche sowie der Ozeane und zur Zerstörung ganzer Naturräume. Diese Veränderungen innerhalb weniger Jahrzehnte überfordern die Anpassungsfähigkeit vieler Arten: Manche wandern fort, einige passen sich an, viele sterben aus. Das derzeitige Massensterben ist das sechste und größte der Erdgeschichte – diesmal ist der evolutive Faktor der Mensch. //