In China fand die älteste multizelluläre Alge • Alexander Markov • Science News zu den "Elementen" • Paläontologie, Algologie

Alte vielzellige Algen in China gefunden

Abb. 1. Fossile Algen aus der Gaoyuzhuang Formation (1560 Ma, Nordchina). Die Länge der Skalensegmente: 5 cm (abg), 20 mm (c), 40 mm (d), 5 mm (ef). Bild aus dem Artikel in der Diskussion Naturkommunikationen

Chinesische Paläontologen haben in mesoproterozoischem Karbonat Schiefer von 1,56 Milliarden Jahre alten Abdrücken großer multizellulärer Organismen gefunden, ähnlich wie moderne Algen. Einige Exemplare konservierten Stängel und Befestigungsformationen, und Fragmente mit einer gut erhaltenen Zellstruktur wurden ebenfalls gefunden. Die Ergebnisse sind der bisher überzeugendste Beweis dafür, dass es zu Beginn des Mesoproterozoikums bereits große, vielzellige Eukaryoten in den Meeren gab, deren wahre Blüte erst eine Milliarde Jahre später begann.

Für die meiste Zeit ihrer Geschichte war die Erde ein "Planet der Mikroben". Erst am Ende der neoproterozoischen Ära, in der Ediacara-Zeit (Vendian), begannen makroskopische vielzellige Organismen in marinen Gemeinschaften zu dominieren. Fossile multizelluläre Algen wurden kürzlich auch aus den Endsedimenten der vorhergehenden kryogenen Periode beschrieben (vor etwa 636 Millionen Jahren, siehe: Q. Ye et al., 2015.Das Überleben der benthischen makroskopischen Phototrophen auf einem neoproterozoischen Schneeball Earth).

Es gibt jedoch viel ältere – mesoproterozoische (1,0-1,6 Millirad Jahre) und sogar paläoproterozoische (bis 2,1-2,2 Milliarden Jahre) Funde, die von vielen Experten als vielzellige Eukaryoten behandelt werden (siehe Links am Ende der Nachrichten) ). Dazu gehören Grypania – spiralförmige Kohlenstoffbänder, die gewöhnlich als vielzellige Algen, manchmal aber auch als koloniale Cyanobakterien interpretiert werden, und Horodyskia – ob koloniale vielzellige Tiere oder koloniale Protisten. Es gibt keine Ähnlichkeit mit irgendjemandem und daher extrem kontroverse, aber sehr alte Funde makroskopischer Kreaturen (siehe: Vielzellige Organismen, die vor mehr als 2 Milliarden Jahren erschienen sein mögen, Elemente, 12.07.2010). Höchstwahrscheinlich sind einige dieser Formen tatsächlich multizelluläre Eukaryoten, aber es gibt keine vollständige Sicherheit. Es ist nicht verwunderlich, dass jede neue Entdeckung von makroskopischen Mineralien vor der Diacara Aufmerksamkeit erregt.

Eine Gruppe chinesischer Paläontologen zusammen mit dem bekannten amerikanischen Präkambrium-Spezialisten Andrew Noll (Andrew H. Knoll) berichtete in der Zeitschrift Naturkommunikationen über fast unumstrittene vielzellige Algen über anderthalb Milliarden Jahre alt (der Beginn des Mesoproterozoikums), gefunden in Karbonatschiefern der Gaoyuzhuang Formation in Nordchina.Schiefer mit fossilen Vorkommen kommt unter einer Schicht von Vulkanasche vor, deren Alter, bestimmt durch die Uran-Blei-Methode, 1.560 ± 5 Ma beträgt. Im weiteren treten inkonsistente Ablagerungen auf, die eine magmatische Zwischenschicht im Alter von 1625 ± 6,2 Ma enthalten. Das Alter der fossilen Organismen sollte dem ersten Datum wesentlich näher kommen als das zweite.

Fossilien sind Kohlenstoffschichten mit scharfen, glatten Kanten und einer leicht konvexen Oberfläche (Abb. 1a). Offensichtlich waren sie im Leben stark und belastbar, sonst wären die Drucke zerknittert und faltig gewesen. Es gab viele kleine Fragmente, groß (15 × 3 mm und mehr) – 167 Stück. Für 53 Instanzen können Sie die Gesamtform des Körpers bewerten.

Die Autoren teilen die Ergebnisse in vier Gruppen ein:
1) lineare (lineare) Fragmente mit parallelen Kanten und nicht konservierten Enden (Fig. 1, a1, b1);
2) Proben verjüngen sich zu einem der Enden (Cuneat, Abb. 1, c, d); manchmal bleibt ein Stiel mit einer Befestigungsstruktur an diesem schmalen Ende erhalten (Abb. 1, f);
3) kleine Formen mit einem abgerundeten oberen Ende und einem Befestigungsstiel (länglich, Abb. 1, e);
4) "zungenförmig" (zungenförmig) mit einem sehr breiten mittleren Teil, der sich allmählich zu beiden Enden hin verjüngt; in der Regel in einer leicht zerknitterten Form gespeichert; einige Exemplare zeigen ein longitudinales "Schlüpfen" (Abb. 1, b2).

Die quantitative Verteilung von 53 Kopien in vier Gruppen ist wie folgt: 26, 16, 3, 8. Nach den Autoren sind die Formen 1 und 2 höchstwahrscheinlich verschiedene Fragmente von Vertretern der gleichen Art von Algen, bilden 3 – möglicherweise junge Individuen der gleichen Spezies und Form 4 ist wahrscheinlich eine andere Art (Abb. 2).

Abb. 2 Rekonstruktion des Auftretens von Algen aus der Gaoyuzhuang Formation. Abbildung aus zusätzlichen Materialien zu dem Artikel in Diskussion Naturkommunikationen

So sind Fossilien in ihrer Morphologie tatsächlich vielzelligen Algen sehr ähnlich. Die glatten Kanten, die glatte Oberfläche und die charakteristische Form vieler Proben lassen sie nicht als Bakterienmattenreste interpretieren. Es ist jedoch wahrscheinlich, dass es sich nicht um photosynthetische Organismen handelt, sondern um osmotrophe Organismen, die sich, wie Venendobionten, von gelösten organischen Substanzen ernähren (siehe Ediacara biota).

Abb. 3 Organische Fragmente von der Rasse isoliert. In den beiden oberen Fragmenten ist die zelluläre Struktur perfekt erhalten und in der unteren Zelle nicht unterscheidbar, wie bei großen Drucken. Bild von zusätzlichen Materialien zu dem diskutierten Artikel in Naturkommunikationen

Leider sind in großen, gut erhaltenen Exemplaren einzelne Zellen nicht sichtbar.Den Autoren ist es jedoch gelungen, das Gestein mit Säure aufzulösen (siehe Säuremazeration), um daraus kleine (bis zu 1 mm) Fragmente mit einer klar definierten Zellstruktur zu isolieren (Abb. 3). Zellendurchmesser 6-18 Mikrometer, ein Durchschnitt von 10 Mikrometer. In diesen Fragmenten wurden keine Anzeichen von Zelldifferenzierung und Gewebeorganisation gefunden: alle Zellen sind ungefähr gleich. Das Vorhandensein eines gut definierten Ansatzstiels in einigen großen Abdrücken deutet jedoch darauf hin, dass die ersten evolutionären Schritte in dieser Richtung bereits unternommen wurden: Der Thallus wurde in morphologisch und funktionell verschiedene Teile unterteilt und musste sich im Verlauf der genetisch bedingten Ontogenese entwickeln.

Strengstens beweisen, dass die vielzelligen Fragmente Teile der gleichen Organismen sind wie die großen Drucke, versagten die Autoren. Aber was könnte es sonst sein? Die Autoren sehen keinen Grund für alternative Interpretationen. Aber auch ohne diese Fragmente zu berücksichtigen, scheint die Interpretation großer Abdrücke als vielzellige Eukaryoten recht überzeugend zu sein.

Die Periode der Erdgeschichte vor 1,8 bis 0,8 Milliarden Jahren wird manchmal als "langweilige Milliarde" bezeichnet.Offensichtlich war dies in der Tat eine ungewöhnlich lange Periode relativer Stabilität, in der weder scharfe Klimaschwankungen noch Sprünge der Sauerstoffkonzentration (die niedrig und annähernd konstant blieben) noch radikale Biota-Umlagerungen auftraten. Stromatolithen, Mikrobenmatten und Acritarchen – das ist praktisch die ganze Artenvielfalt der "langweiligen Milliarde". Große Vereisungen traten am Anfang und am Ende des Proterozoikums auf, aber nicht in der Mitte. Eukaryoten, die vor dem Beginn der "langweiligen Milliarde" erschienen, begannen erst nach ihrer Vollendung zu blühen. Eine ähnliche Situation mit Sauerstoff: Die erste Sauerstoff-Revolution erfolgte zu Beginn des Proterozoikums und die zweite nur am Ende (siehe: "Das große Sauerstoff-Ereignis" an der Wende der Archaea und des Proterozoikums war weder groß noch das Ereignis "Elemente", 03.02.2014) . Die langweilige Langeweile des "langweiligen Milliardärs" liegt jedoch wahrscheinlich nur daran, dass wir noch zu wenig darüber wissen. Die neue Entdeckung chinesischer Paläontologen ist eine klare Bestätigung dafür.

Quelle: Shixing Zhu, Maoyan Zhu, Andrew H. Knoll, Zongjun Yin, Fangchen Zhao, Shufen Sonne, Yuangao Qu, Min Shi, Huan Liu. Mehrzellige Eukaryonten im Dezimeter-Maßstab aus der 1,56 Milliarden Jahre alten Gaouzhuang-Formation in Nordchina // Naturkommunikationen. 2016. V. 7. Artikelnummer: 11500. DOI: 10.1038 / ncomms11500.

Siehe auch:
1) Die Größe der Lebewesen stieg in Sprüngen, "Elements", 30. Dezember 2008.
2) Tiere erschienen vor 635 Millionen Jahren, "Elements", 02.09.2009.
3) Mehrzellige Organismen können vor über 2 Milliarden Jahren aufgetaucht sein, "Elemente", 12.07.2010.

Alexander Markow


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