{"id":10535,"date":"2015-01-08T11:22:16","date_gmt":"2015-01-08T10:22:16","guid":{"rendered":"http:\/\/www.biosphaere-alb.com\/wordpress\/?p=10535"},"modified":"2015-01-08T11:22:16","modified_gmt":"2015-01-08T10:22:16","slug":"ohne-luft-kein-leben","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.biosphaere-alb.com\/wordpress\/?p=10535","title":{"rendered":"Ohne Luft kein Leben"},"content":{"rendered":"

Warum sich der Sauerstoff in der Erdatmosph\u00e4re nur langsam angereichert hat<\/em><\/p>\n

Die Dosis macht\u2018s: Eisen k\u00f6nnte die fr\u00fchen Cyanobakterien vergiftet und den Start der Evolution von sauerstoffatmenden Tieren verz\u00f6gert haben.<\/p>\n

\"Dino_IMG_5943\"<\/p>\n

Vor drei Milliarden Jahren bestand die Erdatmosph\u00e4re zu weniger als einem Promille aus Sauerstoff. Dass es heute etwa 20 Prozent sind, verdanken wir fr\u00fchen Lebewesen in den Urozeanen, die trotz ihrer Winzigkeit diese umw\u00e4lzende Entwicklung herbeigef\u00fchrt haben. Cyanobakterien, die es in \u00e4hnlicher Form auch heute noch gibt, haben wahrscheinlich schon vor 3,5 Milliarden Jahren mithilfe der Energie des Sonnenlichts Fotosynthese betrieben und damit einen kleinen Teil des vorhandenen Kohlendioxids der fr\u00fchen Atmosph\u00e4re in organische Stoffe umgesetzt. Sauerstoff entstand dabei als Abfallprodukt. Er machte nach rund zwei Milliarden Jahren die Evolution der zahlreichen heute lebenden Tiere, die Sauerstoff ben\u00f6tigen, erst m\u00f6glich.<\/p>\n

Nach Einsch\u00e4tzung von Wissenschaftlern h\u00e4tte die massenhafte Sauerstofffreisetzung durch die Cyanobakterien eigentlich sehr viel schneller ablaufen k\u00f6nnen. Die Geomikrobiologen Dr. Elizabeth Swanner und Professor Andreas Kappler und Kollegen vom Fachbereich Geowissenschaften der Universit\u00e4t T\u00fcbingen haben in Zusammenarbeit mit Kollegen von der University of Alberta im kanadischen Edmonton erforscht, was die fr\u00fchen Bakterien an einer schnelleren Ausbreitung gehindert hat. Sie haben eine Erkl\u00e4rung gefunden, \u00fcber die sie in der neuesten Ausgabe der Fachzeitschrift Nature Geoscience berichten: Sie gehen davon aus, dass sich l\u00f6sliches Eisen in den Urozeanen mit dem Sauerstoff schnell zu Rost umsetzte und als Nebenprodukt sogenannte Sauerstoffradikale bildete. Diese sch\u00e4digen biologische Gewebe und bremsten Wachstum und T\u00e4tigkeit der sauerstoffproduzierenden Bakterien betr\u00e4chtlich.<\/p>\n

Heute ist Eisen im Meerwasser oft Mangelware. Doch in den Ozeanen der fr\u00fchen Erde war es in viel gr\u00f6\u00dferen Mengen vorhanden. Zum einen war der Sauerstoff, der das reduzierte Eisen zu Rost ausf\u00e4llt, noch nicht bis in die Tiefen des Ozeans vorgedrungen. Zum anderen enthielt der Meeresboden zu dieser Zeit reiche Eisenvorkommen, die durch hydrothermale Aktivit\u00e4t ins Wasser freigesetzt wurden. \u201eIn diesen Perioden fanden wir regelm\u00e4\u00dfig keine Hinweise auf Sauerstofffreisetzung mehr\u201c, sagt Elizabeth Swanner, die Erstautorin der Studie. Gemeinsam mit ihren Kollegen \u00fcberpr\u00fcfte sie im Labor, ob zwischen hohen Eisenkonzentrationen und geringem Wachstum der Cyanobakterien ein Zusammenhang bestehen k\u00f6nnte. Tats\u00e4chlich konnte das Eisen, das auch die Cyanobakterien zum Leben ben\u00f6tigen, in gr\u00f6\u00dferen Mengen die Fotosynthese hemmen und so die Energieversorgung der Bakterien abschneiden. \u201eZu viel Eisen in Anwesenheit von Sauerstoff wirkte sch\u00e4dlich. So gesehen haben sich die fr\u00fchen Cyanobakterien selbst vergiftet\u201c, sagt Andreas Kappler.<\/p>\n

Die neuen Ergebnisse helfen den Wissenschaftlern, die globalen Kreisl\u00e4ufe von Kohlenstoff und Sauerstoff in den wiederkehrenden Perioden mit hoher Eisenkonzentration zu verstehen. Sie beleuchten auch die Vorg\u00e4nge, bei denen Eisen f\u00fcr Cyanobakterien und andere Fotosynthese treibende Organismen vom N\u00e4hrstoff zum Gift wird. Au\u00dferdem haben die neu erkannten Zusammenh\u00e4nge Einfluss auf die Rekonstruktion der zeitlichen Abl\u00e4ufe in der Entwicklung von Tieren, die gro\u00dfe Mengen an Sauerstoff verbrauchen.<\/p>\n

Originalpublikation:<\/span><\/em><\/p>\n

Swanner, E.D., Mloszewska, A.M., Cirpka, O.A., Schoenberg, R., Konhauser, K.O., Kappler, A. (2015). Modulation of oxygen production in Archaean oceans by episodes of Fe(II) toxicity. Nature Geoscience, in press.<\/span><\/em><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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