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Im Doppelpack: Erde und Leben

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 11.09.2007 20:18

Die Erde ist einzigartig: Bislang kennen wir noch keinen anderen Planeten - weder in unserem eigenen Sonnensystem noch unter den bislang bekannten mehr als 200 extrasolaren Planeten - auf dem sich Leben entwickelt hat. Zwar gibt es im Weltall Unmengen an organischen Molekülen bis hin zu Aminosäuren. Doch dass der Schritt gemacht worden ist von diesen Bausteinen hin zu einem noch so primitiven Organismus, das kennen wir derzeit nur von der Erde. Seit Jahrmilliarden gibt es auf ihr Lebewesen - und sie haben den Planeten tief greifend nach ihren Bedürfnissen umgeformt. Das Leben hat der Erde seinen Stempel aufgedrückt.

Die Erde vor etwa 2,7 Milliarden Jahren: Das Leben ist schon vor langer Zeit entstanden. Davon zeugt der orangefarbene Himmel, der sich über dem Planeten mit seinen Meeren und Kontinenten wölbt. Methan in der Luft, dass ist auf der Erde ein Zeichen für Leben, schließlich haben es zahllose Mikroben erzeugt, die das Gas bei ihrem Stoffwechsel sozusagen als Abfallprodukt erzeugen. Die Atmosphäre ist dick, besteht aus Kohlendioxid, Methan und Wasserdampf. Die Folge ist ein immenser Treibhauseffekt. Aber das ist auch gut. Denn die junge Sonne brennt noch nicht so stark wie heute. Ohne einen gigantischen Treibhauseffekt wäre die Erde ein Eisball, denn es wäre zu kalt, als das es flüssiges Wasser auf ihr geben könnte.


Wie der Titan heute dürfte unsere Erde vor 2,7 Milliarden Jahren von außen ausgesehen haben. Foto: Esa

Mikroben beherrschten diese Welt. Es gab nichts außer ihnen. Sie waberten in Schleiern, Klumpen, Schnüren durch das Wasser, und die fortschrittlichsten von ihnen bildeten sogar große Riffe . In der Luft fehlte noch der freie Sauerstoff - und damit auch die schützende Ozonschicht. Das harte UV-Licht der Sonne traf ungehindert die Erdoberfläche. Irgendwann damals ist ein paar Bakterien die folgenschwerste Erfindung in der Geschichte des Planeten gelungen: Es waren die Cyanobakterien, die es schafften, sich mit Hilfe des Sonnenlichts das überreichlich um sie herum vorhandene Wasser als Energiequelle zu Nutze zu machen: Sie entdeckten die Photosynthese.

Doch der neue Stoffwechselprozess erzeugte nicht nur Energie: Quasi als Abfallprodukt entstand Sauerstoff. Es sollte eine Weile dauern, aber vor rund 2,3 Milliarden Jahren begann sich dieser freie Sauerstoff erstmals in der Luft anzureichern. Damit konnte eine Ozonschicht entstehen, die das Leben vor der energiereichen UV-Strahlung schützt und damit seine Entwicklung fördert. Sauerstoff aber ist giftig. Deshalb werden viele der frühen Mikroben die ersten Sauerstoff-Attacken nicht überstanden haben. Sie mussten sich in geschützte Zonen zurückziehen, wenn sie überleben wollten. Andere passten sich an und entwickelten Enzyme, um den Feind unschädlich zu machen. Aus ihrer Mitte stammen die Newcomer, die vor etwa 2,2 Milliarden Jahren begannen, den auf Sauerstoff basierenden Lebensstil unter Einzellern beliebt zu machen. Mit dem freien Sauerstoff war die große Zeit der Methanproduzierer vorbei - und der Himmel wurde blau . Aber auch der Treibhauseffekt sank - und so könnte es sein, dass das Leben selbst eine Eiszeit verursacht hat. In Steinen aus dieser Zeit finden sich Spuren davon. Stärker als die Erfindung der Photosynthese hat noch keine Aktivität des Lebens den Planeten verändert - selbst die Eingriffe des Menschen nicht. Spätestens seit damals ist das Leben gleichberechtigter Partner des Planeten, sind Biosphäre und Geosphäre untrennbar miteinander verbundene Elemente eines Systems, die sich gegenseitig tief greifend prägen.


Ein solches Bild gibt es im Sonnensystem nur auf der Erde, konkret in Afrika. Foto: Dagmar Röhrlich

Wann aber hat das Leben auf der Erde angefangen? Seit in den 50 Jahren Stanley Miller seine Aufsehen erregenden Experimente mit der "Ursuppe" durchführte, suchen Geowissenschaftler und Biologen nach dem richtigen Standort für die Wiege des Lebens . Damals wie heute wird auch darüber diskutiert, wann es so weit war. Leben braucht vor allem eines: Wasser. Deshalb muss ein Planet die richtige Temperatur haben, darf weder zu heiß noch zu kalt sein. Auf der Erde scheint es schon recht früh flüssiges Wasser gegeben zu haben. Steinerne Zeugen, die von einem Meer erzählen, sind 3,8 Milliarden Jahre alt und in Isua finden, in Grönland. Der Ursprung des Wassers reicht noch viel weiter zurück in die Planetengeschichte, denn Geowissenschaftler der Curtin University im australischen Perth haben entdeckt, dass es auf der Erde bereits 150 Millionen Jahre nach ihrer Entstehung flüssiges Wasser gab - zumindest zeitweise. Anders als lange gedacht scheint die junge Erde keine glutflüssige Hölle gewesen zu sein. Das Wasser gehört von Anfang an zu ihr.

Das erste Leben wird sehr, sehr einfach gewesen sein, vielleicht würden wir es gar nicht als solches erkennen. Wann es entstand, wissen wir nicht, seine Ursprünge verlieren sich im Dunkeln. Die ersten sicheren Zeugnisse für Leben sind etwa 2,8 Milliarden Jahre alt, alles was älter ist, gilt als umstritten oder ist inzwischen wieder zurückgenommen worden. Das gilt sowohl für die die 3,5 Milliarden Jahre alten Bakterienfossilien aus dem australischen Pilbara, als auch die 3,8 Milliarden Jahre alten Lebensspuren aus dem grönländischen Isua. Aber die Suche geht weiter.