Paläontologengehen davon aus, dass vor rund 3,5 Milliarden Jahren bereits mikrobielle Lebensformen existierten. Einblicke in die Vielfalt der damaligen Ökosysteme waren bisher jedoch begrenzt. Ein Forschungsteam um Manuel Reinhardt von der Universität Göttingen hat nun neue Puzzlestücke zur Rekonstruktion komplexer, mikrobieller Gemeinschaften dieser Zeit entdeckt. Das fehlende Element lieferte dabei eine Gesteinsprobe aus dem Barberton-Grünsteingürtel in Südafrika, dessen Gesteine zu den ältesten der Erdoberfläche gehören.
In der zylinderförmigen Bohrprobe fanden die Forschenden rund 3,42 Milliarden Jahre alte Belege für einen beispiellos vielfältigen Kohlenstoffkreislauf, an dem verschiedene Mikroorganismen beteiligt waren. Nachgewiesen haben sie dies, als sie die Gesteinsproben und die darin enthaltenen Partikel aus organischem Material – Überreste einstiger Lebewesen – anhand verschiedener Analyseverfahren, wie Mikroskopie und spektroskopischen Verfahren, untersuchten. So konnten sie die biologischen Spuren im Gestein identifizieren und auch von nachträglichen Verunreinigungen unterscheiden.
Dabei entdeckten Reinhardt und seine Kollegen die geochemischen „Fingerabdrücke“ unterschiedlicher Mikroben, darunter auch phototrophe, sulfatreduzierende und wahrscheinlich methanbildende Organismen. „Durch die Entdeckung organischer Materie in primären Pyritkristallen und die Analyse von Kohlenstoff- und Schwefelisotopen an den Materialien konnten wir einzelne mikrobielle Stoffwechselvorgänge unterscheiden“, spezifiziert Seniorautor Henrik Drake von der Linnӕus Universität in Schweden.
Die Funde deuten darauf hin, dass das mikrobielle Leben unseres Planeten sich schon deutlich früher als gedacht diversifiziert hat. „Wir hatten nicht erwartet, Spuren von so vielen mikrobiellen Stoffwechselvorgängen zu finden. Es war wie die sprichwörtliche Suche nach der Nadel im Heuhaufen.“ sagt Reinhardt. Die Studie öffne ein seltenes Fenster in die frühen Ökosysteme der Erde: „Unsere Erkenntnisse bringen das Verständnis der alten mikrobiellen Ökosysteme bedeutend voran und ebnen der Forschung auf dem Gebiet der Paläobiologie neue Wege.“
Doch kein Vulkanausbruch im „chinesischen Pompeji“?
