Wissen : Grönlands Geheimnis

Aufgetaut: Forscher finden konserviertes Erbgut. Es zeugt vom blühenden Leben, als die Insel noch grün war

Roland Knauer

Auf dem heute dick vereisten Grönland blühte einst das Leben. Nadelwälder bedeckten den südlichen Teil der Insel, Schmetterlinge, Käfer, Fliegen und Spinnen tummelten sich zwischen Fichten, Eiben und anderen Bäumen. Allerdings liegt diese Zeit vermutlich 450 000 bis 800 000 Jahre zurück, und damit deutlich länger als bisher angenommen. Das zeigt ein einzigartiger Erbgutfund, den ein internationales Forscherteam vom Boden des grönländischen Eispanzers gewonnen hat und als bislang älteste DNS im Fachjournal „Science“ (Band 317, S. 111) präsentiert.

Zum Team um Eske Willerslev (Universität Kopenhagen) gehört auch Michael Hofreiter. Der Biologe beschäftigt sich am Leipziger Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie mit der Analyse des Erbgutes längst ausgestorbener Arten. Genau solche DNS hat er zusammen mit Kollegen aus Europa, Kanada und Australien auch diesmal untersucht.

Einer der analysierten Eisbohrkerne, trägt den Namen Dye 3 und hat eine Gesamtlänge von zwei Kilometern. Aus dem untersten Abschnitt gewannen die Forscher das Erbgut, das sie anschließend vervielfältigten und dann über eine Datenbank mit bekannten Erbgutabschnitten verschiedenster Tier- und Pflanzenarten verglichen. Auf diese Weise konnten sie ermitteln, wie Flora und Fauna auf Grönland einst ausgesehen haben.

Das südliche Grönland war demnach vor allem von Nadelwald bedeckt. Neben den verschiedenen Tier- und Baumarten fanden die Forscher Spuren meist krautiger Pflanzen, etwa von Korbblütlern, Schmetterlingsblütengewächsen und von Süßgräsern. Diese Pflanzen finden sich auch heute noch in vielen nördlichen Regionen. Aufgrund der nachgewiesenen Pflanzenarten vermuten die Wissenschaftler, dass die Temperaturen in der Region im Juli über 10 Grad Celsius lagen und auch im Winter nicht unter minus 17 Grad fielen.

Um das Alter des Eises am Grund des Gletschers zu bestimmen, nutzten die Forscher vier verschiedene Methoden. So fanden sie zum Beispiel in der untersten Eisschicht Aminosäuren, die in allen Lebewesen auf dem Globus normalerweise in einer „Links-Form“ vorkommen. Im Laufe der Zeit wandelt sich ein Teil dieser Aminosäuren, aus denen sich die Eiweiße aller Organismen aufbauen, in die „Rechts-Form“ um.

Diese Veränderung passiert umso schneller, je höher die Temperatur ist. Die Forscher rechneten nun für verschiedene mögliche Temperaturen einer Gletschereisschicht aus, wie lange es gedauert haben könnte, bis sich die vorgefundene Menge der „Rechts-Form“ bilden konnte. Sie kamen zu dem Ergebnis, dass die im Eis entdeckten Aminosäuren zwischen 500 000 Jahre und 1,2 Millionen Jahre alt sein müssen. Auch die anderen Methoden weisen auf ein ähnlich hohes Alter hin.

Die Ergebnisse des Teams um Willerslev entkräften eine populäre Theorie von Klimaforschern. Deren Computermodelle sagen nämlich aus, dass vor rund 120 000 Jahren die Eismassen im Süden Grönlands abgeschmolzen sein könnten, als die Temperaturen rund fünf Grad höher als heute lagen. Genau das Gleiche könnte der Klimawandel heute wieder bewirken, wird oft befürchtet – mit dramatischen Folgen. Schließlich ließ das schmelzende Eis seinerzeit den Meeresspiegel um ein paar Meter ansteigen.

Doch zur großen Schmelze ist es vor 120 000 Jahren nicht gekommen. „Wenn unsere Daten richtig sind, heißt das auch, dass die Eisdecke des südlichen Grönlands stabiler ist als bislang angenommen“, sagt Willerslev.

Denn wäre das Eis damals komplett geschmolzen, hätten Bakterien und Pilze das im Eis enthaltene Biomaterial sehr rasch zersetzt. Beim Vereisen einer Landschaft wird nämlich das Biomaterial durch die unterste Schicht des Gletschers konserviert. So entsteht quasi eine Momentaufnahme der Organismen, die zu jener Zeit dort leben. Und diese Aufnahmen weisen nach, dass der Süden Grönlands seit etwa einer halben Million Jahren unter einem Eispanzer liegt.

Aber könnte nicht das untersuchte Erbgut von Pflanzenpollen stammen, die der Wind über das Meer bis aufs Grönlandeis geweht hat? Hofreiter konnte auch das ausschließen. Es gelang ihm, bei den meisten gefundenen Pflanzen das Erbgut der Chloroplasten zu isolieren. Diese Bereiche enthalten das Pflanzengrün und können nur aus den Blättern und Nadeln der untersuchten Pflanzen stammen – aber nicht aus Pollen.

Besonders aufregend findet Hofreiter das Erbgut von Schmetterlingen, das ebenfalls im Eis Grönlands entdeckt wurde. Im Vergleich zum Erbgut heutiger Schmetterlinge zeigt es viele winzige Veränderungen. Solche Mutationen, die auch die Eigenschaften von Organismen verändern können, sollten umso häufiger auftreten, je länger ein Organismus sich entwickelt. Bisher war das untersuchte Erbgut einfach nicht alt genug war, um bereits Mutationen aufzuweisen.

Erst das mindestens eine halbe Million Jahre alte Schmetterlingserbgut aus dem Grönlandeis unterscheidet sich messbar von modernem Erbgut der Schmetterlinge – Hofreiter hat offensichtlich zum ersten Mal die Evolution in altem Erbgut bei der Arbeit beobachtet.

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