08.11.12

Erdgeschichte

Fressen und gefressen werden – Leben im Urmeer

Es war die Zeit lange vor den Dinosauriern: Vor vielen Hundert Millionen Jahren barst das Urmeer schier vor Leben. Bizarre Wesen bevölkerten das Wasser, bevor das große Sterben begann.

Von Marion Lühe

Es war eine Sensation. Als Nicolaus Steno, berühmter dänischer Anatom am Hofe Großherzogs Ferdinand II. von Medici, 1666 vor ausgewähltem Florentiner Publikum einen Haikopf sezierte, traute er seinen Augen nicht. Dreizehn Zahnreihen! Manche davon hart, manche butterweich.

Offenbar verlor das gigantische Tier bei jeder Mahlzeit ein paar Zähne, die immer wieder nachwuchsen. Und sahen diese dreieckigen, scharfkantigen Haizähne nicht aus wie jene Zungensteine, die sogenannten Glossopetren, die auf Malta und in Süditalien zahlreich vorkamen und denen man magische Kräfte zuschrieb?

Nach allgemeiner Auffassung handelte es sich bei Zungensteinen und Fossilien um mineralische Gebilde, die durch besondere Erdsäfte oder planetarische Strahlen im Gestein gewachsen waren. Dass sie Relikte einer längst vergangenen Zeit sein sollten, in der das Land von einem Urozean bedeckt war, erschien den meisten Europäern des 17. Jahrhunderts unsinnig.

Wie sollte das Meer auf die hohen Berge gestiegen sein? Selbst die biblische Sintflut konnte nicht als Erklärung herhalten, denn Regen war Süßwasser – und darin schwamm nun mal kein Hai.

Das Geheimnis der Fossilien

Für den tiefgläubigen Steno, der zum Katholizismus konvertierte, stand indes nach vielen Forschungsreisen durch ganz Europa fest: Wo heute Land war, musste einst Meer gewesen sein. Die Erde war somit keine von Gott geschaffene unveränderliche Bühne, sondern ein sich wandelnder Planet. Mit dieser Behauptung setzte er eine Revolution in Gange, vergleichbar derjenigen, die Kopernikus und Galilei ausgelöst hatten – und begründete die moderne Geologie.

Wie lange die Geschichte der Erde allerdings zurückreicht, das hätte sich Steno selbst in seinen kühnsten Träumen nicht ausgemalt. Erst im 19. Jahrhundert, als Geologie besonders unter exzentrischen britischen Gentlemen in Mode kam, begannen Naturwissenschaftler die Erde nach Fossilien zu ordnen und die Erdzeitalter mit Etiketten zu versehen. Eine genaue zeitliche Bestimmung aber wurde erst durch radioaktive Datierungsverfahren und die ausgetüftelten Methoden der Molekularbiologen möglich.

Die Welt vor 4 Milliarden Jahren

Nach der heute gängigen Theorie entstanden die Erde und der Mond vor etwa 4,5 Milliarden Jahren. Vergleicht man diese Zeitspanne mit einem Tag, so taucht der Mensch erst in den letzten Sekunden auf.

Leben gab es allerdings auch schon vor 3,5 Milliarden Jahren, wie Dagmar Röhrlich in ihrem ungeheuer fesselnden und wunderbar illustriertem Buch beschreibt. Damals sah die Erde freilich anders aus.

Über das bleierne Meer, in dem Bakterien und Archaeen dümpelten, spannte sich ein – wegen des hohen Methangehalts in der Luft – orangefarbener Himmel. Dichte Wolken filterten das Sonnenlicht, sodass es selbst mittags dämmrig war.

Das Land war nichts als kahler Stein, kein Grün, nur gelber Schwefel zwischen dem Geröll. Schwül war es, unerträglich heiß. So sähe die Erde wohl auch heute noch aus, hätten nicht Urahnen der Cyanobakterien, früher auch "Blaualgen" genannt, vor Jahrmilliarden die Fotosynthese entwickelt.

Als Abfall entstand dabei freier Sauerstoff – und das Leben nahm seinen Lauf. Cyanobakterien, seinerzeit die "Speerspitze der Evolution", veränderten die Erde damit tiefgreifender als jedes andere Lebewesen einschließlich des Menschen – obwohl der sich wirklich Mühe gibt, wie Röhrlich augenzwinkernd bemerkt.

Die Macht der Algen

Und doch sollte es noch über eine Milliarde Jahre dauern, ehe der Sauerstoffgehalt messbar anstieg – auf ein Zehntel der heutigen Werte – und noch einmal ebenso lang, ehe die zweigeschlechtliche Fortpflanzung sich durchsetzte und Neukombinationen des Erbguts die Evolution vorantrieben. Die ersten Algen entwickelten sich wahrscheinlich vor 1,6 bis 1,4 Milliarden Jahren und eroberten bald die Ozeane.

Dann, zwischen 900 und 500 Millionen Jahren vor heute, veränderte sich alles. Vielleicht weil Algen und Flechten begannen, das Land zu besiedeln, und mit ihren Wurzeln die Verwitterung auf Touren brachten. Jedenfalls gelangten nun mehr Nährstoffe ins Meer.

Algen vermehrten sich und das Sauerstoffhoch brachte das Leben unter Wasser zum Blühen. Die Organismen in den Tiefen des Meeres wurden größer, erste "primitive" Tiere wie Schwämme und Würmer bevölkerten die Ozeane.

Die Haie des Kambriums

Bizarre Wesen wie die fingerlange, unserer Kellerassel nicht unähnliche Spriggina, die pizzaförmige Dickinsonia oder die entfernt an Schnecken erinnernde Kimberella grasten den Meeresboden nach Bakterien ab. Nebenbei bemerkt ein ziemlich undankbares Verhalten. Immerhin hatten Cyanobakterien und Algen die Erde zu einem Ort gemacht, an dem Tiere leben konnten, und nun wurden sie dafür gefressen!

Bis allerdings die ersten größeren Tiere auftauchten, sollten noch ein paar Jahrmillionen vergehen. Eines von ihnen war der rätselhafte Gliederfüßer Isoxys, mit seinen breiten Flanken und großen Kugelaugen ein hervorragender Schwimmer und Jäger.

Oder Anomalocaris, der gefürchtete "Hai des Kambriums", ein bis zu einem Meter langer Gigant mit stacheligem Kopf, der durch das Wasser glitt und blitzschnell zuschlug, wenn ihm eine potentielle Beute über den Weg schwamm. Die Zeiten, da friedliche Meereswesen ruhig vor sich hinlebten, waren endgültig vorbei.

Massensterben vor 450 Millionen Jahren

Im Mittelpunkt stand nun die Jagd. Fressen und gefressen werden lautete fortan das Motto. Nachdem sich im Kambrium die Arten explosionsartig vermehrt hatten, barst das Meer schier vor Leben. Es gab Seeigel, Seesterne und Würmer, zwischen Korallenstöcke tummelten sich kleine Fische. Mit Zangen und Zähnen bewaffnete Seeskorpione tauchten erstmals auf.

Doch eine durch extreme Abkühlung ausgelöste schwere Krise – die erste große Eiszeit, von der wir wissen – führte vor rund 450 Millionen Jahren zu einem Massensterben. Die Ozeane leerten sich, 75 bis 80 Prozent aller bekannten Arten hörten auf zu existieren. Zugleich aber folgte auf die Katastrophe am Ende des Ordoviziums – wie auch auf die fünf späteren bekannten großen Krisen in der Erdgeschichte – ein wahrer Artenboom.

Fremdartig wirkende kieferlose Fische traten ihren Siegeszug an, um ein paar Millionen Jahre später im Devon von den Kiefermäulern verdrängt zu werden. Und endlich begannen die Pflanzen die Erde zu erobern – vor rund 420 Millionen Jahren.

Zunächst nur wenige Zentimeter groß boten sie immerhin den Tieren einen Anreiz, es auch einmal mit dem Leben an Land zu versuchen. Aus Flossen wurden Arme und Beine – und die Sache mit dem Laufen begann. Ichthyostega, der noch viel Zeit im Wasser verbrachte, könnte das erste Wirbeltier gewesen sein, das sich eine Weile auf dem Trockenen aufhielt und einen speziellen Gang – ähnlich dem der Robbe – entwickelte.

Ein Meter lange Libellen

Während der ersten "vier Komma irgendetwas Milliarden Jahre", wie die Autorin schreibt, wäre uns die Welt sehr kahl vorgekommen. Nun plötzlich – mittlerweile befinden wir uns im Karbon – wachsen hier vierzig Meter hohe Bäume. In den düsteren Wäldern brummen 70 Zentimeter große Libellen, durch dichten Farn schieben sich Riesentausendfüßler.

Das ist auch die Zeit der Reptilien, die sich durch die Erfindung eines durch eine feste Schale geschützten "Land-Eis" allmählich vom Wasser emanzipieren. Anders als die Amphibien, von denen sie abstammen, sind sie beweglich und bissfreudig – entscheidende Vorteile im zähen Kampf ums Überleben.

Durch die Experimentierfreude der Evolution spalten sich die Reptilien in zwei Gruppen, von denen die eine letztlich zum Dinosaurier, die andere dagegen zum Säugetier führt. Zunächst scheinen die Säugetiere zu Herrschern der Erde prädestiniert, doch dann vernichtet vor 251 Millionen Jahren ein Vulkanausbruch in Sibirien – der größte bekannte in der Erdgeschichte – die meisten Tier- und Pflanzenarten.

Die Erde veranstaltet ein tödliches Riesenfeuerwerk, unfassbare Mengen an Kohledioxid und anderen Schwefelverbindungen werden freigesetzt. Der saure Regen zerstört Pflanzen und Böden, der Sauerstoffgehalt in der Luft sinkt dramatisch und die Lebewesen an Land wie im flachen Meer ersticken buchstäblich.

Schnurrbärtige Säuger

Katastrophen – das ist eine der Lehren, die wir aus der Lektüre dieses Buches ziehen – zerstören zwar Ökosysteme, sie treiben die Evolution jedoch auch maßgeblich voran. Als das Leben wieder Tritt fasst auf der Erde, trägt diese ein völlig neues, verändertes Antlitz.

Im nun anbrechenden Erdmittelalter sind es die Dinosaurier, einst eher kümmerliche Wesen, die die Herrschaft übernehmen. Anfangs kaum so groß wie Hunde wachsen sie rasch zu einer vielfältigen Gruppe heran, erobern den Luftraum und die Meere und stellen die Vorfahren der Säugetiere in den Schatten.

Es bedarf einer neuen tiefen Krise, um der Existenz der Dinosaurier vor 65 Millionen Jahren, an der Schwelle von der Kreidezeit zum Paläogen, ein Ende zu setzten. Ob durch den Einschlag eines Himmelskörpers oder andere Naturkatastrophen – die heute zu Kultobjekten avancierten Dinos überleben das Massenaussterben nicht.

Nun endlich schlägt die Stunde der Säuger, spitzmausartige insektenfressende Winzlinge mit zitternden Schnurrbarthaaren, die neben den lautdonnernden Sauriern zunächst "wenig sexy" wirkten.

Im Vergleich zu den Reptilien besaßen sie indes nicht nur Fell, sondern auch ein ungewöhnlich großes Gehirn und einen ausgeprägten Geruchssinn. Im Laufe der Zeit eroberten manche von ihnen die Bäume, passten sich flexibel immer wieder neuen Lebensumständen an, entwickelten den aufrechten Gang und… nun ja, der Rest ist bekannt.

Über die gesamte Dauer der Erdgeschichte betrachtet waren übrigens von allen Wirbeltieren Agnatha am erfolgreichsten – eine einstmals vielfältige Gruppe kiefernloser Fische, von denen nur noch Schleimaale und Neunaugen als lebende Fossilien übrig geblieben sind. Auch wenn die meisten Agnatha ausstarben, schafften sie es doch immerhin, sich 60 Millionen Jahre lang bestens zu behaupten. Davon kann der moderne Mensch mit seinen schlappen 200.000 Jahren Geschichte derzeit nur träumen.