Forschende entdecken Überreste einer ausgestorbenen Welt unserer frühen Vorfahren in Milliarde-Jahre alten Gesteinen

Die neu entdeckten „Protosteroide“ waren im Erdmittelalter überraschend häufig. Produziert wurden diese Ur-Fette in einem früheren Stadium in der Entwicklung des komplexen Lebens. Die Funde verlängern damit das Alter der fossilen Belege von Steroiden auf über 800 Millionen Jahre vor heute hinaus bis zu 1.600 Millionen Jahre in die Vergangenheit. Eukaryonten ist die Bezeichnung für ein „Reich“, zu dem alle Tiere, Pflanzen und Algen gehören und das sich von den Bakterien (einem anderen „Reich“ des Lebens) durch eine komplexe Zellstruktur mit einem Zellkern und einem komplexeren molekularen Apparat unterscheidet. „Das Besondere an dieser Entdeckung ist nicht nur der viel früher zu datierende molekulare Nachweis von Eukaryonten“, sagt Christian Hallmann vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ, der an der Studie mitgewirkt hat. „Da der letzte gemeinsame Vorfahre aller modernen Eukaryonten, einschließlich des Menschen, wahrscheinlich in der Lage war, 'normale' moderne Sterine zu produzieren, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass die Eukaryonten, die für diese seltenen Signaturen verantwortlich sind, zum „Stamm“ des evolutionären Baumes gehörten." 

Beispielloser Einblick in verlorene Welt

Dieser „Stamm“ stellt die gemeinsame Linie jener Organismen dar, die Vorfahren aller heute lebender Zweige der Eukaryonten waren. Ihre Vertreter sind längst ausgestorben, doch Einzelheiten über ihre Natur könnten Aufschluss über die Bedingungen für das Entstehen von komplexem Leben geben. Die Wissenschaftler:innen sehen zwar noch weiteren Forschungsbedarf, um etwa zu ermitteln, wie hoch der Anteil der Protosteroide ist, der möglicherweise aus einer seltenen bakteriellen Quelle stammt. Aber die Entdeckung dieser neuen Moleküle bringt nicht nur die geologischen Spuren der herkömmlichen Fossilien mit denen der fossilen Lipidmoleküle in Einklang, sondern gewährt auch einen beispiellosen Einblick in eine verlorene Welt des frühen Lebens. Die Verdrängung der Stammgruppe durch die modernen Eukaryonten vor etwa 800 Millionen Jahren ist durch das erste Auftreten weiterentwickelter Sterine wie fossiles Cholesterin gekennzeichnet. Dieser Übergang könnte eines der einschneidendsten Ereignisse in der Evolution des zunehmend komplexen Lebens darstellen.

„Fast alle Eukaryonten erzeugen Steroide, wie zum Beispiel Cholesterin, das von Menschen und den meisten anderen Tieren produziert wird“, fügt Benjamin Nettersheim, einer der Haupt-Autoren der Studie, hinzu. „Aufgrund der potenziell gesundheitsschädlichen Auswirkungen eines erhöhten Cholesterinspiegels beim Menschen hat Cholesterin aus medizinischer Sicht nicht den besten Ruf. Diese Lipidmoleküle sind jedoch integraler Bestandteil der eukaryontischen Zellmembranen, wo sie eine Vielzahl physiologischer Funktionen erfüllen. Durch die Suche nach fossilen Steroiden in alten Ablagerungen können wir die Entwicklung von immer komplexerem Leben nachvollziehen.“ 

Was der Nobelpreisträger nicht für möglich hielt

Der Nobelpreisträger Konrad Bloch hatte bereits vor fast 30 Jahren in einem Aufsatz über einen solchen Biomarker spekuliert. Bloch postulierte, dass kurzlebige Zwischenprodukte in der modernen Biosynthese von Steroiden möglicherweise nicht immer nur Zwischenprodukte waren. Er nahm vielmehr an, dass sich die Lipidbiosynthese im Laufe der Erdgeschichte parallel zu den sich ändernden Umweltbedingungen entwickelt hat. Im Gegensatz zu Bloch, der nicht glaubte, dass diese alten Zwischenprodukte jemals gefunden werden könnten, machte sich Nettersheim auf die Suche nach Protosteroiden in Gesteinen, die zu einer Zeit abgelagert wurden, als diese Zwischenprodukte tatsächlich das Endprodukt gewesen sein könnten.