Die Homepage wurde aktualisiert. Jetzt aufrufen.
Hinweis nicht mehr anzeigen.

Kambrische Explosion: Der Ausbruch des Lebens

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

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

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.

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

Diesen Artikel...
Forum - Diskutieren Sie über diesen Artikel
insgesamt 71 Beiträge
Alle Kommentare öffnen
    Seite 1    
1. kambrische Treibhausgas-Atmophäre?
kalumeth 18.09.2013
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!
2. Die
algoviano 18.09.2013
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.
3. Selektionsdruck
mzbx 18.09.2013
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.
4. Literaturtipp
akmsu74 18.09.2013
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.
5. Erfolgsrezept
EvilGenius 18.09.2013
---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!
Alle Kommentare öffnen
    Seite 1    

© SPIEGEL ONLINE 2013
Alle Rechte vorbehalten
Vervielfältigung nur mit Genehmigung der SPIEGELnet GmbH



Fotostrecke
Kambrische Explosion: Als die Evolution kreativ wurde

Hintergrund
Klicken Sie auf die Stichworte, um mehr zu erfahren...
Evolution
Die Veränderung des Erbguts und damit des Phänotyps von Individuen von Generation zu Generation.
Population
Eine Gruppe von Organismen einer Art oder auch verschiedener Arten (Mischpopulation) an einer bestimmten Örtlichkeit.
Phänotyp
Das Erscheinungsbild eines Individuums ist die Gesamtheit der durch die Erbanlagen (Genotyp) und die Einflüsse der Umwelt sich ausprägenden Merkmale eines Lebewesens.
genetische Variabilität
Die einzelnen Individuen einer Art besitzen genetische Unterschiede.
natürliche Selektion
Das Erbgut von Individuen einer Art wird nicht mit gleicher Wahrscheinlichkeit weiter gegeben. Manche Individuen einer Population vermehren sich stärker als andere - je nachdem wie überlebenstüchtig sie in einer bestimmten Umwelt sind. Selektionsfaktoren der Umwelt üben eine natürliche Selektion aus.
sexuelle Selektion
Ein Individuum bevorzugt bei seiner Partnerwahl bestimmte Merkmale. Dadurch haben nicht alle potentiellen Sexualpartner die gleichen Chancen zur Fortpflanzung, es findet somit eine Selektion statt. Die Erbanlagen, die die Merkmale hervorbringen, die fr die Partnerwahl entscheidend waren, werden dadurch weiter gegeben.
künstliche Selektion
Vom Mensch gewünschte Eigenschaften werden durch Selektion und Zucht einzelner Individuen gezielt vermehrt.
genetische Drift
Auch Gendrift genannt. Vorgang bei der Evolution, der zu einer Veränderung im Genbestand kleiner Teilpopulationen gegenüber der Ausgangspopulation führt. Je kleiner eine Population ist, umso leichter kann der Zufall eine vom allgemeinen Durchschnitt abweichende Kombination von Genen zusammenführen. Gelangen beispielsweise nur wenige Individuen einer Art in ein isoliertes Gebiet (Insel, abgeschnittenes Gebirgstal), so können sich nun von ihrem Selektionswert unabhängige Mutationen aufgrund des Zufalls durchsetzen oder verlorengehen. Dies kann zu Formen führen, die in einzelnen Merkmalen nicht angepasst sind (beispielsweise auffällige Färbung, die sie als Beutetiere mehr gefährdet). Der Wirkungsgrad der Gendrift kann durch die mathematische Statistik erfasst werden.

SPIEGEL.TV
Der kompakte Nachrichtenüberblick am Morgen: aktuell und meinungsstark. Jeden Morgen (werktags) um 6 Uhr. Bestellen Sie direkt hier: