4100 Millionen Jahre
oder 1000 Meter vor heute
Zeitalter: Hadaikum
Auf der mit 500 Millionen Jahren noch sehr jungen Erde geht die chemische Evolution in die biologische Evolution über. Damit beginnt die Entwicklung des Lebens. Spuren frühester Lebensformen, mikroskopisch kleine röhrenförmige Fossilien, können wir noch heute in bestimmten Gesteinen nachweisen.
Das Leben entsteht im Wasser und breitet sich auch dort aus. Ur-Zellen vermehren sich und geben ihr Erbgut an ihre Nachkommen weiter. Dabei verändert es sich zuweilen und unterliegt der natürlichen Auslese.
Versuche, dir beim Wandern von Station zu Station bewusst zu machen, wie unvorstellbar lang 4100 Millionen Jahre sind.
Die erste Atmosphäre besteht aus ca. 80 % Wasserdampf, 10 % Kohlendioxid sowie Schwefeldioxid, Stickstoff und anderen kleinen Molekülen (Wasserstoff, Schwefelwasserstoff, Kohlenmonoxid, Methan, Ammoniak). Durch Abkühlung kondensiert der Wasserdampf. Dauerregen und die Bildung der Ozeane sind die Folge.
Diese Infos in einfacher Sprache auf evokids.de.
Im Nuvvuagittuq-Grünsteingürtel im Norden Kanadas an der Hudson-Bay wurden im Jahr 2016 mikroskopische Strukturen entdeckt, die denen von fadenförmigen Mikroorganismen der heutigen Zeit an unterseeischen Schloten (Schwarze Raucher) sehr ähnlich sind. Grünsteingürtel sind Mischungen aus vulkanischen und Sedimentgesteinen mit einem sehr hohen Magnesium- und Eisenanteil. Sie sind wahrscheinlich durch die Aktivität unterseeischer heißer Quellen entstanden.
Seit wann gibt es Leben auf der Erde?
Das Alter dieses Gesteins wurde mit Datierungsmethoden auf 3,8 bis 4,3 Mrd. Jahre bestimmt. Während der Entstehung dieses Gesteins gab es mit großer Wahrscheinlichkeit bereits mikrobielles Leben auf der Erde. Gestützt wird die Hypothese weiter durch den Nachweis von Eisenoxid-Partikeln und Karbonaten, die auf eine biologische Herkunft der Substanzen hindeuten, sowie durch eine Verteilung der Kohlenstoffisotope 12C und 13C, die auf einen Ursprung aus organischen Substanzen hinweist. Die Entdeckung untermauert die Hypothese von der Entstehung des Lebens an heißen Quellen am Meeresboden und legt die Vermutung nahe, dass die Entstehung von Leben unter geeigneten Bedingungen kein so unwahrscheinlicher Vorgang ist wie lange Zeit angenommen wurde.
Indirekter Nachweis durch Stoffwechselprodukte
Die Schwierigkeit des Nachweises frühester Lebensspuren liegt auf der Hand. Die ersten Zellen waren Membranvesikel ohne Zellwand und deshalb nicht fossilierbar, d.h. versteinerungsfähig, und sie waren mit Sicherheit mikroskopisch klein. Ihre Existenz lässt sich nur indirekt durch ihre Stoffwechselprodukte nachweisen, sofern diese Spuren charakteristisch für lebende Organismen sind, wie z.B. das 12C / 13C‑Isotopenverhältnis. Bei den im Nuvvuagittuq-Grünsteingürtel gefundenen Spuren handelt es sich um Hämatitröhren und Filamentstrukturen, die einen biologischen Ursprung mit großer Wahrscheinlichkeit vermuten lassen.
Die in etwas jüngeren Gesteinen auf Grönland gefundenen Stromatolithe, die mit bloßem Auge erkennbar sind, lassen sich eindeutig auf einen biologischen (bakteriellen) Ursprung zurückführen.
Ein gemeinsamer Vorfahre aller Lebensformen
Obwohl es theoretisch mehrere Möglichkeiten zu Entstehung und Aufbau lebender Zellen gibt, hat sich auf jeden Fall einzig die heute auf der Erde existierende Form durchgesetzt. Alle Lebensformen lassen sich auf einen gemeinsamen Vorfahren zurückführen, der bereits über den universellen genetischen Code verfügte, die fünf Nucleotide zur Synthese von DNA und RNA sowie die 20 natürlich vorkommenden L‑Aminosäuren zum Aufbau der Proteine verwendete. [KHB]