Paläontologie: Urknall der Evolution

Vor rund 540 Millionen Jahren, im Zeitalter des Kambriums, scheint das Leben auf der Erde einen enormen Sprung gemacht zu haben. Neue Formen, Baupläne und Tierstämme tauchten scheinbar unvermittelt aus dem Nichts auf. Damals lebten auch die ersten Tiere mit Kalkpanzern und anderen Hartteilen, die ihre Spuren in den Sedimenten hinterließen und heute als Fossilien von diesem „kambrischen Urknall“ zeugen.

Doch um die Interpretation dieser entscheidenden Wendezeit des Lebens gibt es bis heute heftigen Disput unter Paläontologen. Sie debattieren über die Frage, wie und warum die Tierwelt innerhalb kürzester Zeit scheinbar ohne Vorläufer entstehen konnte und bereits eine Formenfülle aufwies, die heute vielfach ihresgleichen sucht.

Bisher glaubte man, dass nach einer über zwei Milliarden Jahre währenden, recht ereignislosen Erdgeschichte das Leben explodierte. Wichtige Fossil-Fundstellen wie der kanadische Burgess Shale oder die Ablagerungen von Chengjiang in der südchinesischen Provinz Yunnan dokumentieren mit der dort entdeckten Urzeitfauna den kambrischen Urknall. Diese Entfaltung des Lebens erschien vielen Forschern lange als der wohl gewaltigste Sprung, den die Evolution je machte. Urplötzlich schien die Natur mit vielzelligen und komplexen Bauplänen zu experimentieren.

Manche bezweifelten allerdings, dass sich die kambrische Fauna tatsächlich so unvermittelt entwickelt hat. Sie glaubten, dass es so etwas wie ein präkambrisches Präludium gegeben haben muss – also eine Zeit, in der Vorläufer der Tiere gelebt haben müssen, die im Kambrium so plötzlich auftauchen. An verschiedenen Fundstellen aus allen Erdteilen wurden versteinerte Spuren und Abdrücke einer bizarren Lebewelt vor der Zeit des kambrischen Urknalls entdeckt. Die ersten fossilen Zeugen aus dieser Zeit wurden auf den Ediacara-Hügeln in Australien gefunden, weshalb Paläontologen heute alle Lebewesen aus dieser Zeit – auch Funde aus Namibia – als Ediacara-Fauna bezeichnen. Diese Tiere waren derart bizarr gebaut, dass sich die Experten bis heute nicht einigen konnten, wo sie einzuordnen sind.

Tatsächlich aber haben selbst heute bekannte Tierformen ihre Wurzeln in der Zeit weit vor 540 Millionen Jahren. Solche präkambrischen Vorläufer beschrieben Paläontologen erstmals in der Doushantuo-Formation der südchinesischen Provinz Guizhou. Dort finden sich mit rund 580 bis 600 Millionen Jahren die ältesten Spuren versteinerter Tiere, die wesentliche Körperbaumerkmale heutiger Tierstämme aufweisen – die „Bilateria“ oder „Zweiseitentiere“. Sie haben genau wie der Mensch, einen symmetrischen Körperbau, das heißt die linke Körperhälfte entspricht dem Spiegelbild der rechten. Die Ausbildung der Bilateralsymmetrie gehört zu einer der wichtigsten Neuerungen in der frühen Evolution. So sind die meisten der heute bekannten Tierstämme Bilateria, mit Ausnahme etwa der Schwämme und Nesseltiere. Während Schwämme als erste vielzellige Tiere noch vergleichsweise asymmetrische, ja geradezu klumpenförmige Körper bilden, sind Nesseltiere wie Quallen und Korallentiere kreissymmetrisch gebaut.

Neben der typischen Symmetrie besitzen die Vernanimalcula guizhouena genannten Fossilien aus Doushantuo bereits einen Verdauungstrakt mit Mund, Darm und After. So spektakulär diese chinesischen „Frühlingstierchen“ aufgrund ihres Alters sein mögen, so winzig sind sie. Mit 0,1 und 0,2 Millimetern sind sie kaum größer als ein Punkt am Satzende in der Zeitung. Nur dank der serienmäßigen Untersuchung von Dünnschliffpräparaten, hauchdünnen Steinscheiben aus den Gesteinsablagerungen, wurden sie überhaupt entdeckt. Das widerlegt zugleich die Vorstellung vieler Forscher, dass am Beginn der tierischen Evolution ein komplizierter Körperbau vor allem aufgrund der Größenzunahme notwendig wurde. Stattdessen zeigen die mikroskopisch kleinen Fossilien, dass die innere Komplexität der Bilateria bereits bei tierischen Winzlingen aus der Zeit vor dem kambrischen Urknall angelegt war.Allerdings lösen auch sie nicht das Rätsel um diesen evolutionären Frühling. Vielmehr verschieben sie die Frage um rund 50 Millionen Jahre zurück ins Dunkel der Naturgeschichte, wie und warum das Leben mit komplexen Formen zu experimentieren begann.

Über die Vergangenheit versteinerter Tiere spricht Derek Briggs, Direktor des Peabody Museum of Natural History der Universität Yale, am heutigen Mittwoch im Museum für Naturkunde, Invalidenstraße 43. Der Eintritt zu seinem Vortrag „Extraordinary fossils: windows on the evolution of marine life“ um 19 Uhr ist frei.

Matthias Glaubrecht