Kambrische Explosion Der Ausbruch des Lebens

Das Leben auf der Erde entstand vor rund vier Milliarden Jahren und bestand lange Zeit nur aus Bakterien und Algen in den Ozeanen. Danach geschah erst einmal nicht mehr viel - bis sich die Evolution förmlich überschlug. Eine neue Studie ergründet die Mechanismen.

Trilobit am Ozeanboden (künstlerische Darstellung): "Moderat zunehmende Evolutionsrate"
Corbis

Trilobit am Ozeanboden (künstlerische Darstellung): "Moderat zunehmende Evolutionsrate"


Vor einer halben Milliarde Jahre stieg die Zahl der Tierarten plötzlich sprunghaft an. Forscher sprechen von der sogenannten Kambrischen Explosion. Damals seien neue Merkmale von Lebewesen vier- bis fünfmal rascher entstanden, berichten nun Forscher um Michael Lee von der australischen Universität Adelaide. Sie hatten Daten zu Arthropoden analysiert, der damals dominierenden Tiergruppe.

Der Erfolg war nachhaltig: Derzeit stellen die Arthropoden mehr als 80 Prozent aller Tierarten. "Dieser simultane Ausbruch von Leben aus wenigen oder gar keinen Vorgängern schien mit Darwins Theorie der schrittweisen Evolution durch natürliche Selektion in Konflikt zu stehen", sagt Lee, der zusammen mit Kollegen einen Artikel zum Thema im Fachartikel im Magazin "Current Biology" veröffentlicht hat.

"Unsere Ergebnisse zeigen nun, dass eine moderat zunehmende Evolutionsrate, die einige Zehnmillionen Jahre währt, ein solches Muster hervorbringen kann", so der Forscher. Eine fünffach höhere Rate etwa hätte sonst in 100 Millionen Jahren auftretende Veränderungen binnen 20 Millionen Jahren geschehen lassen - "eine recht kurze Zeitspanne im geologischen Maßstab." Ähnlich hohe Evolutionsraten gebe es, wenn Tiere einen neuen Lebensraum eroberten - wie Beispiele von Vögeln oder auch Säugetieren auf Inseln zeigten.

Beschleunigung durch grundlegende Innovationen

In Gesteinen aus der Zeit der Kambrischen Explosion tauchen viele grundlegende Körperbaupläne mehrzelliger Tierstämme erstmals auf. Die radikalste Erfindung der Natur war das Skelett. Egal ob es außen oder innen lag, es stützte und schützte den Organismus. Die Wissenschaftler bezogen Fossilienfunde und molekulare Datierungsergebnisse in ihre Analyse ein. Von den anatomischen und genetischen Unterschieden derzeit lebender Arthropoden schlossen sie auf frühere Evolutionsraten.

Die Arten veränderten sich demnach vor 540 bis 520 Millionen Jahren morphologisch und auf molekularer Ebene vier- bis fünfmal so schnell wie derzeit. Am ehesten sei diese Beschleunigung durch grundlegende Innovationen zu erklären: dem Sehvermögen zum Beispiel, der Fähigkeit zu aktivem Schwimmen oder dem Auftauchen von Fleischfressern.

Ungewöhnlich sei allerdings, dass die beschleunigten Raten in mehreren Abstammungslinien zugleich auftraten, ergänzen die Forscher. Frühere Arbeiten hatten unter anderem die Pflanzen für die Kambrische Explosion verantwortlich gemacht. Diese hätten mit ihrer Photosynthese die Zusammensetzung der Erdatmosphäre geändert - so dass neue Baupläne des Lebens überhaupt erst möglich wurden.

chs/dpa

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insgesamt 71 Beiträge
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kalumeth 18.09.2013
1. kambrische Treibhausgas-Atmophäre?
tja, Millionen Jahre nur Algen und Bakterien - mit wohl zuviel CO2 und fehlendem Sauerstoff in der Atmosphäre. Wenn wir nun alle fossile Energie verbrennen, wird es die nächsten Millionen Jahre wieder genauso werden: nur Algen und Bakterien, doch keine aufrechten Wirbelsäulen mehr!
algoviano 18.09.2013
2. Die
Die Geschwindigkeit der Evolution sollte man nicht nach dem Platzbedarf in einem naturhistorischen Museum beurteilen. Den Weg von der unbelebten Erde zu einer, in deren Ozeanen es lebende Bakterien und Algen gab - diesen Weg würde ICH eine sich überschlagende Evolution nennen. Das war ein sehr weiter Weg, in dem sich evolutionär enorm viel getan haben muss. Den kleinen Schritt von weichen Algen und Einzellern, die uns keine Skelette hinterlassen haben, hin zu Lebewesen, von denen wir heute noch Überreste finden können, würde ich eher als Evolutions-Detail sehen. Und der noch kleinere Schritt von wenigen vielzelligen voll funktionsfähigen lebenden Wesen zu sehr vielen verschiedenen solchen Wesen, die sog. "kambrische Explosion", stellt evolutionär nur einen kleinen Fortschritt dar - er führt uns allenfalls die grenzenlose "Spielfreude" der Evolution vor Augen.
mzbx 18.09.2013
3. Selektionsdruck
Tja vor der kambrischen Explosion lebten alle Lebewesen friedlich miteinander, es herrschte kein Überlebenskampf und fast paradiesische Zustände. Dann aber kamen böse Fleischfresser und auf einmal bestand die Gefahr unterzugehen. Das schaffte eine schier unglaubliche Artenvielfalt und viele Innovationen wie das Skelett, Augen etc. Seitdem gibt es einen Wettbewerb der Arten.
akmsu74 18.09.2013
4. Literaturtipp
Sehr lesenswert (und auch lesbar) zu diesem Thema: "Nachrichten aus einem unbekannten Universum" von Frank Schätzing. Ohne zu hoch greifen zu wollen - für diesen Themenbereich ist der Schätzing in etwas Dasselbe, wie Hawkings "Universum in der Nußschale" für die Astrophysik.
EvilGenius 18.09.2013
5. Erfolgsrezept
---Zitat--- Ungewöhnlich sei allerdings, dass die beschleunigten Raten in mehreren Abstammungslinien zugleich auftraten ---Zitatende--- Ist doch klar: durch das damals libereale Patentrecht haben plötzlich alle Tiergruppen die erfolgreichen Skelette der Konkurrenz nachbauen können. Nur bei den Weichtieren, da läuft die Innovation heute noch im Schneckentempo!
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