Wie die Photosynthese vor Urzeiten funktionierte

Da ohne die Photosynthese kein menschliches oder tierisches Leben auf der Erde existieren könnte, gilt sie als der wichtigste biochemische Prozess. Bei der bekannten, heute ausschließlich vorkommenden Variante wandeln Grünpflanzen oder Mikroorganismen Wasser und Kohlendioxid mithilfe des Sonnenlichts zu organischen Produkten wie Traubenzucker um. Diese ermöglichen ihnen Wachstum und Ernährung. Der für Mensch und Tier notwendige Sauerstoff entsteht dabei quasi als Abfallprodukt. Seit Urzeiten läuft dieser Mechanismus so ab ? glaubten Wissenschaftler bis jetzt.

Nun haben Tice und Lowe allerdings Anzeichen dafür gefunden, dass in einer Ur-Form der Photosynthese Wasserstoff und Kohlendioxid die Ausgangsbasis gewesen sein könnten und dabei Wasser anstelle von Sauerstoff entstand. Darauf deutete die chemische Zusammensetzung fossiler Mikroben aus einem 3,4 Milliarden Jahre alten Kieselschieferstein hin. Diese Mikroorganismen sind Zeitzeugen eines früheren Lebensabschnitts der Erde, denn der Blaue Planet selbst ist vor 4,55 Milliarden Jahren entstanden. Schon aus früheren Untersuchungen war den Forschern bekannt, dass diese Mikroorganismen die ersten Lebewesen überhaupt waren, die Photosynthese betrieben hatten. Anhand ihrer chemischen Analyse konnten sie herausfinden, welche Stoffe den Kleinstlebewesen dafür zur Verfügung standen.

Das Ergebnis: In den Sedimenten entdeckten die Geologen besonders viele Anteile eines Minerals namens Siderit, auch Eisenspat genannt. Allerdings fehlte ein bestimmtes Eisenoxid, so genanntes Hämatit. Ein weiterer Fund waren abnormal hohe Konzentrationen des chemischen Elementes Cer. Schließlich zeigten sich auch besonders viele Uran-Thorium-Verbindungen. Diese chemische Konstellation deutet insgesamt auf eine sauerstoffarme Umgebung hin. Daher diente wahrscheinlich Wasserstoff anstelle von Sauerstoff den Mikroben für die Photosynthese, vermuten Tice und Lowe. In Fachkreisen ist diese Interpretation allerdings noch umstritten.