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Nach 40.000 Jahren im Permafrost: Uralte Lebensformen der Erde erwachen zu neuem Leben

Nach 40.000 Jahren im Permafrost: Uralte Lebensformen der Erde erwachen zu neuem Leben
Symbolbild
In den Jahren zwischen 1550 und 1850 kam es in der Arktis zu einem Kälteeinbruch. Auf der kanadischen Ellesmere Island streckte der Teardrop Gletscher seine gefrorene Zunge über die Landschaft und schluckte ein Moosbüschel. Dieses war aber nicht so leicht totzukriegen.

Während die Menschheit Antibiotika entdeckte, auf dem Mond gelandet ist und zwei Billionen Tonnen fossiler Brennstoffe verbrannt hat, war das gefrorene Moosbüschel seit ungefähr dem Jahr 1850 unter einer 30 Meter dicken Eisplatte versteckt. Als die Evolutionsbiologin Catherine La Farge den Teardrop Gletscher besuchte, fand sie die Pflanzenreste auf der Erdoberfläche. Das Moos war verblasst und zerrissen, hatte aber einen grünen Farbton – ein mögliches Anzeichen für Leben.

Geschichten über den Klimawandel unterstreichen oft die Zerbrechlichkeit unseres Ökosystems. Die Aussichten verschlimmerten sich noch, als in einem Bericht der Vereinten Nationen festgestellt wurde, dass eine Million Pflanzen- und Tierarten unseres Planeten vom Aussterben bedroht sind. Einige Pflanzenarten beweisen jedoch, dass hinter auftauenden Eiskappen und dem Permafrost eine weitere Geschichte steckt – die der erstaunlichen biologischen Anpassungsfähigkeit.

Forscher entdeckten in der schmelzenden Arktis Organismen, die seit Jahrtausenden als erfroren galten und nun aller Annahmen zum Trotz erneut zum Leben erwachen. Diese eiszeitlichen "Zombies" reichen von einfachen Bakterien bis hin zu mehrzelligen Tieren. Deren Anpassungsfähigkeit veranlasst Wissenschaftler, ihr Verständnis hinsichtlich des Überlebens in der Kälte zu überdenken. Catherine La Farge, die an der Universität von Alberta forscht, sagt: 

Man geht nicht davon aus, dass irgendetwas, das über Hunderte von Jahren vergraben war, lebensfähig ist.

Im Jahr 2009 untersuchten La Farge und ihre Mitarbeiter den Bereich um den schrumpfenden Teardrop Gletscher, um Pflanzenstoffe zu sammeln, die dieser freigegeben hatte. Ihr Ziel war es, die Vegetation zu dokumentieren, die vor langer Zeit die Basis des Ökosystems der Insel gebildet hatte. "Das Material wurde immer als tot betrachtet. Aber als ich grünes Gewebe sah, dachte ich: Das ist ziemlich ungewöhnlich", sagte La Farge. Bisher hatten Forscher angenommen, die unter einem Gletscher hervorkommenden Moose seien tot.

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Sie brachte Dutzende dieser Proben nach Edmonton und versorgte sie in einem hellen, warmen Labor mit nährstoffreichen Böden. Fast ein Drittel der Proben bekam neue Triebe und Blätter. "Wir waren hin und weg", sagte La Farge. Das Moos zeigte kaum negative Auswirkungen nach der mehrhundertjährigen Tiefkühlung. Von der Art Aulacomnium turgidum entwickelten sich aus verschiedenen Proben sogar mehrere Exemplare.

Moose sind also nicht nur schwer totzukriegen – vielmehr schlagen die einst vom Gletscher begrabenen Pflanzen neu aus, als sei nichts gewesen. Auch wenn Teile der Pflanzen absterben, können sich bestimmte Zellen in verschiedenen Gewebetypen teilen. Sie haben also die Fähigkeit, auch aus einzelnen Zellen wieder eine komplette, neue Pflanze zu bilden. Dank dieser Anpassungen überleben Moose die Kälte länger als andere Pflanzen, sagt Peter Convey, Ökologe des British Antarctic Survey.

Der Neubewuchs der jahrhundertealten Moose lässt darauf schließen, dass Gletscher und Permafrost nicht lediglich Friedhöfe für vielzelliges Leben sind, sondern Organismen helfen können, Eiszeiten zu überstehen. Während die vermeintlich von Menschen verursachte Erwärmung das Eis in der Arktis und Antarktis schmelzen lässt, sind Pflanzen, die aus dem Eis herauskommen, in der Lage, die Ökosysteme zu dominieren.

Kurz nachdem La Farge ihre Proben wiederbelebt hatte, gab Conveys Team bekannt, dass es ein 1.500 Jahre altes Moos gefunden habe, das mehr als einen Meter unter der Erde im antarktischen Permafrost vergraben war. Doch die Proben der Eiszeit-Überlebenden reichen weit über diese eine Pflanzengruppe hinaus.

Tatjana Wishniwezkaja hat sich lange mit antiken Mikroben befasst. Die Mikrobiologin an der Universität von Tennessee hat Millionen Jahre alte Bakterien in einer Petrischale wieder zum Leben erweckt. Sie sehen "sehr ähnlich wie Bakterien aus, die man [heute] in kalten Umgebungen findet", sagte sie.

Letztes Jahr gab das Team von Wishniwezkaja eine "zufällige Entdeckung" bekannt – eine Probe mit einem Nervensystem. Wie üblich suchten die Forscher nach einzelligen Organismen – den einzigen Lebewesen, die nach Jahrtausenden im Permafrost für lebensfähig gehalten worden waren. Sie legten das gefrorene Material in ihrem Labor auf Petrischalen und bemerkten etwas Seltsames: Unter den Bakterien und Amöben befanden sich lange Würmer mit einem Kopf und einem Anus. Es waren Fadenwürmer. "Natürlich waren wir überrascht und sehr aufgeregt", sagte Wishniwezkaja. Mit einer Länge von einem halben Millimeter waren die Fadenwürmer die komplexesten Wesen, die Wishniwezkaja – oder andere Forscher – nach einer derart langen Tiefkühlung jemals wiederbelebt hatte. Sie schätzt das Alter eines der Fadenwürmer auf 41.000 Jahre – es soll also das mit Abstand älteste lebende Tier sein, das jemals entdeckt wurde.

Experten behaupten, dass Fadenwürmer gut gerüstet sind, um viele Jahrhunderte oder gar Jahrtausende im Permafrost zu überstehen. "Diese Kerle überleben so gut wie alles", sagt Gaetan Borgonie, ein belgischer Forscher, der an Wishniwezkaja Experimenten nicht beteiligt war. Er behauptet, Fadenwürmer seien in den verschiedenen Lebensräumen der Erde allgegenwärtig. Er habe auch welche in südafrikanischen Minenschächten mit wenig Sauerstoff und extremer Hitze gefunden. Unter ungünstigen Umweltbedingungen könnten sich die Würmer laut Borgonie in einen Zustand des Scheintodes begeben, in dem sie keine Nahrung aufnehmen und eine Schutzschicht bildeten, die sie vor extremen Bedingungen schütze.

Dass einige Lebewesen, von Vögeln über Schmetterlinge bis hin zu Gnus, überleben, indem sie große und gefährliche Entfernungen zurücklegen, um einen günstigen Lebensraum zu finden, ist nichts Neues. Letzte Entdeckungen deuten jedoch auf einen anderen Migrationsmodus hin: Zeit. Nach einem langen Dahinschlummern in den eisigen Tiefen der Erde erwachen Bakterien, Moose und Fadenwürmer in einer neuen geologischen Epoche wieder zum Leben. Für solche Meister der Ausdauer ist das heutige Klima genau richtig.

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