Fossile Vorläufer der ersten Tiere mit Synchrotron untersucht
Röntgenstrahlung gewährt Einblick in Teilung früher Einzeller – sie wurden zu Sporen, nicht zu Embryonen.
Einzellige Organismen, die vor über einer halben Milliarde Jahre gelebt haben und deren Fossilien in China gefunden wurden, sind die unmittelbaren Vorläufer der frühesten Tiere. Die amöbenartigen Einzeller haben sich in einer Weise in zwei, vier, acht usw. Zellen geteilt, wie es heute tierische (und menschliche) Embryonen tun. Bisher hatte man die so entstehenden Zellhaufen daher tatsächlich für frühe tierische Embryonen gehalten.
Abb.: 570 Millionen Jahre alter vielzelliger Sporenkörper während der Zell- und Zellkernteilung. (Bild: S. Bengtson, Swedish Museum of Natural History)
Forschungsteams der Universität Bristol, des Schwedischen Museums für Naturkunde und des Paul Scherrer Instituts haben nun herausgefunden, dass hier in Wirklichkeit kein Tier entstand, sondern dass sich die einzelnen Zellen voneinander lösten und Sporen bildeten, die zu neuen Zellhaufen werden konnten. Die Forscher glauben nun, dass diese Organismen einem der ersten Schritte vom Einzeller zum Vielzeller in der Entwicklung richtiger Tiere entsprechen. Möglich wurden die Erkenntnisse durch tomografische Untersuchungen an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz des Paul Scherrer Institut. Sie haben den genauen inneren Aufbau der rund sandkorngrossen Fossilien sichtbar gemacht haben.
Die Forschenden haben die mikroskopisch kleinen Fossilien mit hochenergetischem Röntgenlicht aus der Synchrotron Lichtquelle Schweiz des Paul Scherrer Instituts untersucht. Dabei wurde die Anordnung der Zellen innerhalb der umgebenden Schutzhülle sichtbar. Eigentlich hätten diese Organismen gar nicht zu Fossilien werden dürfen – es handelte sich nur um zähflüssige Zellansammlungen. Da sie aber in Sedimenten vergraben waren, die reich an Phosphat sind, konnte dieses in die Zellwände eindringen und sie zu Stein werden lassen.
„Wir haben einen Teilchenbeschleuniger, die Synchrotronlichtquelle SLS, für unsere Untersuchungen genutzt. Damit konnten wir ein perfektes Computermodell des Fossils erstellen, das wir in beliebiger Weise virtuell aufschneiden konnten – ohne das wirkliche Fossil zu beschädigen. Anders hätten wir diese Fossilien gar nicht untersuchen können“, sagt John Cunningham, der an den Experimenten beteiligt war.
Abb.: 570 Millionen Jahre alter vielzelliger Sporenkörper während der Zell- und Zellkernteilung. Die untersuchten Fossilien stammen aus Südchina. Das Video wurde mit Hilfe der Röntgentomografie an der Synchrotron Lichtquelle Schweiz erstellt. (Bild: S. Bengtson, Swedish Museum of Natural History)
Mit der Methode der Röntgentomografie konnte bewiesen werden, dass die Fossilien Eigenschaften aufweisen, die mehrzellige Embryonen nicht haben. Das hat die Forschenden darauf gebracht, dass diese Fossilien keine Tiere und keine Embryonen waren, sondern vielmehr Sporenkörper einzelliger Vorfahren der Tiere.
PSI / PH
