„Trauben“ im Präkambrium?

Ein großes evolutionstheoretisches Problem in der Paläontologie stellt das explosionsartige Auftauchen differenzierter Stämme vielzelliger Tiere im Fossilbericht dar. Diese sogenannte „Kambrische Explosion“ soll vor 530 Millionen Jahren stattgefunden haben und erstreckte sich über eine Dauer von nur 5-10 Millionen Jahren (Bowring et al. 1993; vgl. Fritzsche 2001). Wie es zur plötzlichen Entstehung der zahlreichen Baupläne in diesem für geologische Verhältnisse extrem kurzen Zeitraum (0,11% der Erdgeschichte) kam, ist ein Rätsel. Um das Erklärungsproblem zu entschärfen, wird angenommen, dass schon vor dem unterkambrischen Erscheinen der Körperfossilien eine große Vielfalt an Tieren existierte. Als wichtigste Belege für diese These gelten Spuren aus dem Präkambrium, weil man annimmt, diese könnten nur von Bilateriern (Gewebetiere mit zwei spiegelbildlichen Hälften) verursacht worden sein. Solche langen, geschwungenen Spuren wurden auch in der Stirling-Formation im Westen Australiens gefunden und auf bis 1,8 Milliarden Jahre datiert. Dem Evolutionsparadigma zufolge soll es zu dieser Zeit aber noch keine mehrzelligen Tiere als Verursacher gegeben haben (Matz et al. 2008, 3).

Abb. 1: Gromia sphaerica, von Sediment befreit. (Foto: M: Matz, NOAA, Harbor Branch Oceanographic Institute, Abdruck mit freundlicher Genehmigung)

Strukturen, die denen im Präkambrium ähneln, fanden Matz und Mitarbeiter bei Forschungstauchgängen nahe den Bahama-Inseln, südöstlich der USA. Auf dem Meeresboden in 750 bis 780 Metern Tiefe entdeckten sie 50 cm lange Rillen, an deren Enden sich jeweils ein traubenförmiges, dunkelgrünes Objekt mit einem Durchmesser von 3 cm befand. Untersuchungen ergaben, dass die „Trauben“ einer Gruppe eukaryotischer Einzeller mit Scheinfüßchen (Pseudopodien), den Rhizaria, angehören. Aufgrund ihres Gehäuses konnten sie der Gattung Gromia zugeordnet werden. Genauer wurden die riesigen Einzeller durch Sequenzanalysen der ribosomalen RNA und phylogenetische Auswertungen identifiziert: Es handelt sich um die Art Gromia sphaerica, welche bisher nur aus dem Arabischen Meer bekannt war.

Die zu den G. sphaerica-Vertretern hinführenden Rillen verlaufen in alle möglichen (auch entgegengesetzten) Richtungen und sogar an Böschungen aufwärts. Deshalb schließen die Autoren Ursachen wie Strömung und Sedimentbewegung für die Spuren aus und folgern, ohne dies direkt beobachtet zu haben, dass die Furchen durch die aktive Fortbewegung der Einzeller entstanden sein müssen. Es handelt sich hier um den ersten Hinweis, dass auch Einzeller fossilisierbare Spuren produzieren können. Daraus ergibt sich eine mögliche Neubewertung der Spurenfossilien als Argument für das Vorkommen von Bilateriern im Präkambrium. Werden die präkambrischen Spuren statt mehrzelligen Tieren makroskopischen Einzellern zugerechnet, dann fehlt ein wichtiger Beleg dafür, dass schon vor dem Kambrium Zweiseitentiere (Bilateria) gelebt haben. Eine Entschärfung der Kambrischen Explosion würde damit deutlich erschwert.

Doch gab es Gromia-ähnliche Lebewesen vor dem Kambrium, die als Verursacher der fossilen Spuren in Frage kämen? Nach molekularen Daten erfuhren Gromia-ähnliche Protisten vor 1 Milliarde Jahren eine große Radiation, wobei sich auch die Foraminiferen entwickelt haben (Pawlowski et al. 2003). Gromia-ähnliche Einzeller müsste es also schon vor diesem Ereignis gegeben haben. In der bereits erwähnten Stirling-Formation entdeckte man Abdrücke von „kugelförmigen oder knolligen [...] Körpern“, die auch hinsichtlich ihrer Größe mit der mobilen Gromia übereinstimmen. Folgt man diesen Hinweisen, so wären Gromiden die ultimativen, makroskopischen „Lebenden Fossilien“ – „morphologisch unverändert seit 1,8 Milliarden Jahren“ (Matz et al. 2008, 4).

Mit den Befunden von Matz et al. ändert sich auch die Beurteilung der umstrittenen präkambrischen Ediacara-Fauna, deren Vertreter von Seilacher (1988/1992) als makroskopische Einzeller interpretiert wurden. Von den meisten Forschern wird diese Deutung jedoch abgelehnt, da ein riesiger Einzellerkörper als unvereinbar mit der angenommenen Mobilität von manchen Ediacara-Vertretern gilt (Ivantsov 2001; Ivantsov & Malakhovskava 2002). Matz et al. (2008) belegen nun, dass großes Körpervolumen und aktive Bewegung keine Widersprüche sein müssen. Auch in anderen strukturellen Eigenschaften untersuchter Gromia-Vertreter sehen sie Belege für Seilachers These.

T. Haller

[Bowring SA, Grotzinger JP, Isachsen CE, Knoll AH, Pelechaty SM & Kolosov P (1993) Calibrating Rates of Early Cambrian Evolution. Science 261, 1293-1298; Fritzsche T (2001) Millionenverluste: Das Kambrium schrumpft. Stud. Int. J. 8, 22-27; Ivantsov AY (2001) Traces of active moving of the large late Vendian Metazoa over the sediment surface. In: Ponomarenko AG, Rozanoy AY & Fedinkin MA (eds) Ecosystem Restructure and the Evolution of the Biosphere 4. Moskau; Ivantsov AY & Malakhovskava YE (2002) Giant traces of Vendian animals. Dokl. Akad. Nauk 385, 618-622; Matz MV, Frank TM & Justin N (2008) Giant Deep-Sea Protist Produces Bilaterian-like Traces. Curr. Biol. 18, 1-6; Pawlowski J, Holzmann M, Berney C, Fahrni J, Gooday AJ, Cedhagen, T, Habura A & Bowser SS (2003) The evolution of early Foraminifera. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 11494-11498; Seilacher A (1988) Vendozoa: Organismic construction in the Proterozoic biosphere. Lethaia 22, 229-239; Seilacher A (1992) Vendobionta als Alternative zu den Vielzellern. Mitt. hamb. zool. Mus. Inst. 89, 9-20.]