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Die Sauerstoffrevolution der alten Erde: Wie hat das große Sauerstoffanreicherungsereignis die Ökologie verändert?
Vor etwa 2,5 Milliarden Jahren kam es auf der Erde zu großen Veränderungen, die als „Großes Sauerstoffanreicherungsereignis“ bekannt sind. Das damalige Klima war völlig anders als heute. Die eiskalten Temperaturen gingen mit einem dramatischen Anstieg des Sauerstoffgehalts einher. Diese Veränderung hatte tiefgreifende Auswirkungen auf die damaligen biologischen Systeme.
In diesem Zeitraum gab es mindestens drei Eiszeiten, was die damaligen Klimaveränderungen zeigt. Der Analyse der Geologen zufolge dauerte die Sedimentation der Huronischen Supergruppe von vor etwa 2,5 Milliarden Jahren bis vor etwa 2,2 Milliarden Jahren. Das Fundament dieser Sedimente wurde in einem Plattenriss gebildet und entwickelte sich später zu einem großen Meeresrand.
Das Auftreten des „Großen Sauerstoffereignisses“ bedeutete das Aussterben vieler früher auf der Erde lebender anaerober Organismen, was den Weg für die Entstehung neuen Lebens ebnete.
Huronische Gletscherablagerungen enthielten Gesteine namens Diamictit, und diese Schichten hatten eine ähnliche Dicke wie aktuelle Quartärsedimente. Diese Eiszeitbegriffe decken hauptsächlich die drei Formationen Ramsay Lake, Bruce und Gowganda ab. Obwohl es weltweit relativ wenige Gletschersedimente aus derselben Zeit gibt, zeigt ihre Präsenz in Nordamerika, Australien und Südafrika den Trend des globalen Klimawandels.
Geologischen Erkenntnissen zufolge stellten die glazialen Ablagerungen des Huron-Zeitalters ein bedeutendes klimatisches Ereignis dar, bei dem die Muster und Verbindungen zwischen Grasökosystemen dramatische Veränderungen in der Entwicklung vieler Biosphären hervorriefen.
Mit der Zunahme des Sauerstoffs sind anaerobe Mikroorganismen, die ursprünglich an anoxische Umgebungen angepasst waren, einer Bedrohung ihres Überlebens ausgesetzt. Mehreren Studien zufolge veränderte der Sauerstoffanstieg nicht nur die Zusammensetzung der Atmosphäre, sondern führte auch zu großflächigen Ökozidereignissen. Hinter dieser Veränderung steckt die von Cyanobakterien entwickelte Sauerstoffphotosynthese. Der erzeugte Sauerstoff wurde zunächst von der Umgebung absorbiert, was schließlich zu einer großen Sauerstoffanreicherung in der Atmosphäre führte.
Wissenschaftler glauben, dass dieser Prozess dazu führte, dass sich die Umwelt der Erde von einer reduzierenden Atmosphäre zu einer oxidierenden Atmosphäre veränderte, was das damalige und spätere Ökosystem stark beeinträchtigte.
Die Produktion von Sauerstoff und das Verschwinden von Methan trieben das Klima jedoch in eine kältere Richtung und führten zum Phänomen des Eishauses auf der Erde. Unter diesen Umständen konnten sich Organismen, die ursprünglich auf chemische Synthese und anaerobes Überleben angewiesen waren, nicht mehr an solche Veränderungen anpassen und begaben sich schließlich auf den Weg des Aussterbens.
Solche Veränderungen boten auch Möglichkeiten für die Weiterentwicklung späterer aerober Organismen. Die anaeroben Organismen, die zum Überleben auf diese Umgebung angewiesen sind, begannen den Prozess der Symbiose mit aeroben Organismen. Dies ermöglichte es einigen anaeroben Archaeen, langsam damit zu beginnen, ihre Zellmembranen einzubetten, um dem Umgebungssauerstoff zu widerstehen, was den Eukaryoten in dieser Zeit einen deutlichen Aufstieg ermöglichte.
Mit der Schaffung einer aeroben Umgebung ist das Leben auf der Erde in eine neue Ära eingetreten.
Die Geschichte lehrt uns, dass die Zunahme des Sauerstoffs die Ökologie der Erde neu ordnen und so den Grundstein für neue Lebensformen in der Zukunft legen wird. Für die Erdgeschichte ist dies nicht nur eine ökologische Veränderung, sondern auch ein Wendepunkt in der Evolution des Lebens. Wird dieser Wandel tatsächlich nachhaltige Auswirkungen auf aktuelle und zukünftige Lebensformen haben?
