Voraussetzungen für Leben schon vor 3,5 Milliarden Jahren



Bio-News vom 31.03.2021

Mikrobielles Leben hatte auf unserem Planeten bereits vor 3,5 Milliarden Jahren die nötigen Rahmenbedingungen, um zu existieren. Erstmals konnten in so alten Flüssigkeiten organische Moleküle nachgewiesen werden, als mögliche Nährstoffe für Ur-Mikroben.

Mikrobielles Leben bereits sehr früh die nötigen Rahmenbedingungen: Zu dieser Erkenntnis kam ein Forschungsteam nach Untersuchungen mikroskopisch kleiner Flüssigkeitseinschlüsse in Bariumsulfat (Baryt) aus der Dresser Mine in Marble Bar, Australien. In ihrer Publikation legen die Forschenden dar, dass es bereits 3,5 Milliarden Jahren organische Kohlenstoffverbindungen gegeben hat, die als Nährstoffe für mikrobielles Leben dienen konnten. An der im Fachmagazin „Nature Communications“ erschienenen Studie des Erstautors Helge Mißbach von der Universität Göttingen war auch Volker Lüders vom Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ) beteiligt. Er hat in der Sektion Organische Geochemie Kohlenstoff-Isotopenanalysen an Gasen in Flüssigkeitseinschlüssen durchgeführt.


Gaseinschlüsse, die CO2 und CH4 (Methan) enthalten, wurden während des Kristallwachstums in Wirtsmineral (hier Quarz) eingeschlossen.

Publikation:


Mißbach, H., Duda, JP., van den Kerkhof, A.M., Lüders, V., Pack, A., Reitner, J., Thiel, V.
Ingredients for microbial life preserved in 3.5 billion-year-old fluid inclusions
Nat Commun 12, 1101 (2021)

DOI: 10.1038/s41467-021-21323-z



Flüssigkeitseinschlüsse zeigen Potenzial für urzeitliches Leben

Lüders bewertet die Resultate als überraschend, warnt aber davor, diese fehlzuinterpretieren: „Man darf die Studienergebnisse nicht als direkten Nachweis für frühes Leben verstehen“, sagt der GFZ-Forscher. Die Befunde an den 3,5 Milliarden Jahre alten Flüssigkeiten zeigten vielmehr, dass damals bereits Potenzial für urzeitliches Leben vorhanden war. Ob zu dieser Zeit daraus bereits tatsächlich Leben entstand, lässt sich nicht bestimmen. Anhand der Ergebnisse wisse man nun einen „Zeitpunkt, von dem wir sagen können, es wäre möglich gewesen“, erklärt Lüders.

Australische Baryte als Geo-Archive

Flüssigkeitseinschlüsse in Mineralen sind mikroskopisch kleine Geoarchive für die Migration von heißen Lösungen und Gasen in der Erdkruste. Primäre Flüssigkeitseinschlüsse wurden direkt während des Mineralwachstums gebildet und liefern wichtige Hinweise über die Bedingungen, unter denen sie entstanden sind. Dazu gehören der Druck, die Temperatur und die Lösungszusammensetzung. Neben einer wässrigen Phase können Flüssigkeitseinschlüsse auch Gase enthalten, deren Chemie für Milliarden von Jahren bestehen bleiben kann. Die in dieser Studie untersuchten Flüssigkeitseinschlüsse stammen aus der Dresser Mine in Australien. Sie wurden während der Kristallisation von Bariumsulfat (Baryt) eingeschlossen. Das Forschungsteam hat sie umfassend auf ihre Bildungsbedingungen, Biosignaturen und Kohlenstoffisotope analysiert.

Im Zuge der Analysen stellte sich heraus, dass sie einen primordialen Stoffwechsel enthielten – und damit Energielieferanten für Leben. Die Ergebnisse von Lüders‘ Kohlenstoff-Isotopenanalyse lieferten dabei zusätzliche Hinweise auf unterschiedliche Kohlenstoffquellen. Während die gasreichen Einschlüsse von grauen Baryten Spuren von magmatischem, also anorganischem Kohlenstoff enthielten, konnten in den Fluideinschlüssen von schwarzen Baryten deutliche Hinweise auf eine organische Herkunft des Kohlenstoffs gefunden werden.

Anschlussforschung ist möglich

„Die Studie kann hohe Wellen schlagen“, sagt Lüders. Denn organische Moleküle dieser Art wurden für Flüssigkeitseinschlüsse in archaischen Mineralen bislang noch nicht nachgewiesen. Zugleich jedoch sei die Studie nur ein erster Schritt. Lüders sagt: „Die immer höhere Empfindlichkeit der Messgeräte wird der Untersuchung von festen und flüssigen Mikroeinschlüssen in Mineralen neue Tore öffnen. Messungen von Biosignaturen und Isotopenverhältnissen dürften in naher Zukunft immer exakter werden.“


Diese Newsmeldung wurde mit Material des Deutschen GeoForschungsZentrums GFZ via Informationsdienst Wissenschaft erstellt

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