Die größte Massenvernichtung, die jemals von Mikroben getreten wurde

Die größte Massenvernichtung, die je durch Mikroben ausgelöst wurde

Die schlimmste Zeit, um in der Geschichte der Erde am Leben zu sein, ist unbestreitbar das Ende des Perm, vor 250 Millionen Jahren. Es ist die Zeit, in der das Größtes jemals ausgestorbenes Ereignis Es wurde berichtet, dass 97% aller Arten getötet wurde. Ein Ereignis, das so schwerwiegend ist, dass es The Great Dying genannt wurde.

Dieses Ereignis wurde im Allgemeinen für massive Vulkanausbrüche verantwortlich gemacht, die zur gleichen Zeit stattfanden. Aber jetzt, in einer neuen Analyse, argumentieren Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT), dass das Massensterben möglicherweise von Mikroben ausgelöst wurde. Diese Mikroben führten zu einer Störung des Kohlenstoffkreislaufs, der Umweltschocks wie die globale Erwärmung und die Versauerung der Meere verursachte. Die Schocks haben über einen Zeitraum von Zehntausenden von Jahren zahlreiche Arten ausgelöscht - ein Schlag auf die geologischen Skalen.

Felt Like The End Of Time

Das endpermianische Aussterben vor 250 Millionen Jahren ist das schwerste von fünf bekannten Massenaussterben. Es tötete den letzten der Trilobiten - eine robuste Meeresart, die zwei Massenaussterben überlebt hatte. Während Landpflanzen überlebten, verschwanden fast alle Wälder. Schlimmer noch, es ist das einzige bekannte Aussterben, bei dem nicht einmal Insekten verschont wurden.

Für ein Ereignis dieser Größe hätten viele Dinge schief gehen müssen. Zu dieser Zeit bestand die Welt aus einem einzigen Superkontinent namens Pangaea. Diese große Landmasse hat die globalen Temperaturen möglicherweise auf das höchste Niveau gebracht, das sie je zuvor erreicht hatte, indem sie die Dynamik verändert, wie Kohlenstoff mit subduzierenden Platten zirkuliert.

Im Laufe von etwa einer Million Jahren erzeugten riesige Ausbrüche in Sibirien Basalte, die ein Gebiet abdeckten, das etwa siebenmal so groß war wie Frankreich. Dies könnte die Umgebung an einem Wendepunkt vorbei getrieben haben, indem noch mehr Kohlendioxid in die Atmosphäre geleitet wird. Dies hätte dazu geführt, dass die Ozeane versäuerten, mehr Leben im Meer töteten und sich erhitzten und gefrorenes Methan freisetzten. Die Folge davon wäre ein "unkontrollierbares" Klima gewesen, das sich ständig erhitzte und mehr Sauerstoff aus der Umgebung entfernte.

Die mächtige Mikrobe

Aber Daniel Rothman vom MIT glaubt, dass die Zahlen nicht passen. "Die Veränderungen im Kohlenstoffkreislauf sind weltweit nur mit vulkanischer Aktivität in Sibirien schwer zu vereinbaren", sagte er.

Seine Berechnungen, die gerade im veröffentlicht wurden Proceedings of the National Academy of Sciences, deuteten an, dass etwas anderes das Ausreißerereignis verursacht haben muss. Eine Hypothese lautete, dass das mikrobielle Leben dafür verantwortlich gewesen sein könnte.

„Diese Hypothese ist nicht so unerhört, wie es scheint. Vor etwa 2.4 Milliarden Jahren waren es Mikroben in Form von Cyanobakterien, die unsere Atmosphäre mit Sauerstoff versorgten “, fügte Rothman hinzu. In dieser Zeit, die als großes Sauerstoff-Sauerstoff-Ereignis bezeichnet wurde, wurden auch die meisten an den Sauerstoffmangel angepassten Organismen getötet und eine der längsten Kälteperioden in der Geschichte der Erde begonnen. Mikroben können also durchaus globale Auswirkungen haben.

Zusammen mit den Kollegen des MIT betrachtete Rothman die Evolutionsgeschichte der Erde und entdeckte den Aufstieg einer bestimmten Art von Mikroben, die um die Zeit des Großen Todes herum stattfanden. Diese Mikrobe, genannt Methanosarcinahatte die Fähigkeit, organische Stoffe zu verdauen, um Methan herzustellen. (Molekularbiologen am MIT haben das gezeigt Methanosarcina entwickelte diese Fähigkeit dank der Übertragung eines einzelnen Gens aus der Clostridien Klasse von Bakterien.)

Rothman wusste, dass der chemische Prozess bei der Herstellung des Methans auf dem Metallnickel beruhte. Er suchte nach Beweisen dafür Methanosarcina in der Sedimentschicht des Meishan Region Chinas zu der Zeit gedieh. Wenn die Umgebung zu dieser Zeit mehr Nickel als normal war, dann würde die Sedimente der Aufzeichnung davon halten.

Rothman entschied sich für die Meishan-Region, um nach Nickel zu suchen, da es sich um eine besonders gut untersuchte Region handelt. Die Sedimentschichten wurden verwendet, um verschiedene Zeiträume der geologischen Geschichte der Erde zu markieren und zu standardisieren, und sie erstrecken sich über die Zeit des Großen Todes.

Die Suche war erfolgreich. In den abgelagerten Sedimenten befand sich tatsächlich eine höhere Nickelmenge. Methanosarcina wäre nicht nur bei der Erzeugung von Methan effektiv gewesen - sie wären gediehen.

Das Nickel, meint Rothman, wäre den Ozeanen hinzugefügt worden, wo Methanosarcina lebte und wuchs durch die anhaltende vulkanische Aktivität in Sibirien. Die wachsende Menge an Nickel, die durch Meeresströmungen transportiert wird, hätte mehr erlaubt Methanosarcina organisches Material in Methan umzuwandeln, das durch Reaktionen mit Sauerstoff in Kohlendioxid umgewandelt wird. Dies hätte die globalen Temperaturen und die Versauerung der Ozeane erhöht. Letzteres hätte sich mit dem Verlust von Sauerstoff (verbraucht zur Erzeugung von Kohlendioxid) verbunden, um die Auslöschung in den Ozeanen zu beschleunigen. Und die toten Organismen hätten dafür gesorgt Methanosarcina mit mehr organischer Substanz zu verdauen.

Kurz gesagt, eine mikrobielle Innovation könnte das Gleichgewicht verloren haben, um das große Sterben zu verursachen.

Marc Reichow an der University of Leicester bleibt skeptisch dieser Ergebnisse. Er argumentiert, dass es keine Beweise dafür, dass die erhöhte Nickel aus sibirischen Vulkane kam. Rothman stimmt zu, dass aktuelle Daten nicht die Quelle des Nickel identifizieren.

Viele Faktoren beteiligt?

"Dies ist eine interessante Hypothese, aber ich denke, dass Great Dying viele" Kill-Mechanismen "war und nicht nur einen einzigen Mechanismus, der hier vorgeschlagen wurde", sagte Reichow.

Es gibt auch Zweifel über den genauen Zeitraum, in dem Methanosarcina tatsächlich entwickelt. Gegenwärtige Techniken zum Schätzen ihrer Herkunft auf der Basis von DNA-Sequenzunterschieden weisen einen großen Fehlerbereich auf, was bedeutet, dass es vor oder nach dem großen Sterben hätte sein können.

Rothman räumt ein, dass es Einschränkungen gibt. "Wir glauben, dass Vulkanismus könnte allein nicht diese Aussterbeereignisses verursacht haben. Statt dessen, was wir getan haben, ist das Gespräch erweitert durch was darauf hindeutet, dass es möglich ist, dass Mikroben verursacht haben kann es passieren. "

„Die Konsequenzen für heute sind, dass es viele Möglichkeiten gibt, wie natürliche Schwankungen im Kohlenstoffkreislauf der Erde auftreten können. Wenn wir die Veränderungen im Kohlenstoffkreislauf untersuchen, sollten wir versuchen, so viele wie möglich zu berücksichtigen, um zukünftige Vorhersagen zu treffen. “

Über den Autor

rathi akshatAkshat hat einen Doktortitel in organischer Chemie von der Universität Oxford sowie einen Bachelor of Technology in Chemieingenieurwesen vom Institute of Chemical Technology in Mumbai. Nachdem er das Labor verlassen hatte, wechselte er in den Journalismus und schrieb unter anderem für The Economist, The Hindu und Ars Technica.

Dieser Artikel erschien ursprünglich auf Das Gespräch

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