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Die Entwicklung der Menschheit

Der Beginn des Lebens

Unser Planet Erde aus heutiger Sicht
Abb. 2: Unser Planet Erde aus heutiger Sicht

Aber nicht jeder Planet wird letztendlich auch Leben wie unsere Erde aufweisen. Folgende Faktoren sind diesbezüglich notwendig:

  1. Ein Planet darf nicht im Zentrum seiner Galaxis liegen, denn diese Position ist sehr lebensfeindlich, da Katastrophen wie Supernova-Explosionen oder Beinahezusammenstöße von Sternen stets zu befürchten sind.
  2. Ein Planet hat jedoch auch im Randbezirk seiner Galaxis wenig Chancen, Leben zu produzieren, denn dort sind die wichtigen Elemente Stickstoff, Sauerstoff, Silizium und Eisen kaum zu finden.
  3. Wenn der Planet sich in der richtigen Position in der Galaxis befindet, sollte seine Umlaufbahn nicht exzentrisch sein, da die Klimaschwankungen dann katastrophal sein können.
  4. Der Planet sollte zudem einen großen Mond als Begleiter haben, damit er relativ stabil rotieren kann. Unser Mond entfernt sich übrigens jedes Jahr 3,4 cm von der Erde.
  5. Zusätzlich muss das Sonnensystem des Planeten einen großen Gasplaneten wie unseren Jupiter aufweisen, der die meisten irrlaufenden planetaren Kleinkörper wie Meteore und Kometen einfängt und den erdähnlichen Planeten dadurch vor allzu vielen lebensgefährlichen Einschlägen bewahrt.
Unser Planet Erde vor 4,5 Milliarden Jahren
Abb. 3: Unser Planet Erde vor 4,5 Milliarden Jahren: Um diese Zeit bildete sich die feste Oberfläche unseres Planeten. Die Erde war noch unwirtlich. Ströme glutflüssiger Lava ergossen sich über weite Flächen. Ammoniak-, Methan-, Wasserstoff- und Wasserdampfgase drangen durch Öffnungen der Erdkruste nach außen. Ein Tag währte nur sechs Stunden, aber der Mond, ein Produkt des Zusammenstoßes der Erde mit dem Planeten Theia, der die Größe des Planeten Mars aufwies, begann schon zu dieser Zeit sich jedes Jahr 3,4 cm von uns zu entfernen. (Werk des Künstlers Z. Burian)

Unsere Erde (Abb. 2), die mit ihrer Sonne vor ungefähr 4,6 Milliarden Jahren entstand, die also zur jüngeren Generation unseres Universums gehört, erfüllte sämtliche Bedingungen, um schließlich Leben zu produzieren bzw. zu fördern (Abb. 3). Zu dieser Zeit dauerte der Tag wegen der noch sehr schnellen Rotation der Erde nur sechs Stunden. Nach den neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen (2005) war die Erde schon vor 4,4 Milliarden Jahren soweit abgekühlt, dass sie Wasser aufwies. Es hatten sich zu diesem Zeitpunkt also schon die Uratmosphäre und das Urmeer gebildet. In Letzterem sollen sich dann laut einiger Paläontologen vor ungefähr 3,8 – 3,5 Milliarden Jahren (oder sogar noch weitaus früher), obwohl die Bedingungen auf unserem Planeten noch extrem widrig waren, da verheerende Meteoriteneinschläge die Ozeane wiederholt verkochen ließen und die Erde für Jahrtausende in einen sengend heißen Nebel aus verdampftem Gestein gehüllt hatten, die ersten Lebensformen entwickelt haben.

Vor ungefähr 2,5 Milliarden Jahren konnte man bei den existierenden einfachen Einzellern schließlich zwischen folgenden drei Hauptgruppen unterscheiden, den Bakterien, den Archaeen und den Eukaryoten. Die Bakterien und die Archaeen, die keinen echten Zellkern besitzen, bezeichnet man als Prokaryoten. Alle Einzeller lebten zu diesem Zeitpunkt in anaeroben Verhältnissen, d. h. in einer sauerstofflosen Umgebung. Bezüglich der Struktur ihrer Zellwand und ihres Zellkernes konnte man bei ihnen drei unterschiedliche Vertreter finden:

  1. Prokaryoten, die mit DNA, Ribosomen, einer Membran und einer festen Zellwand ausgestattet waren.
  2. Prokaryoten, die wie die obigen Prokaryoten DNA, Ribosomen und eine Membran, jedoch keine feste Zellwand mehr besaßen. Die weiche, einstülpbare, äußere Membran befähigte diese Zellen, auch größere „Brocken“ wie die obigen Prokaryoten zu verschlingen und zu verdauen, statt lediglich kleine Moleküle aus der Umgebung aufzunehmen. Das „Fressen und Gefressenwerden“ – ein so markantes Zeichen des Lebens – hat damit begonnen.
  3. Prokaryoten, die wie die Prokaryoten der zweiten Hauptgruppe keine feste Zellwand mehr besaßen, deren Membran jedoch durch Wachstum und Einfaltung nach innen schließlich die DNA umschloss. Sie wiesen dadurch einen echten Zellkern auf und müssen fortan als Eukaryoten bezeichnet werden. Aus ihnen gingen letztendlich alle Pflanzen, Pilze und Tiere hervor. Diese ersten echten Einzeller nahmen zudem Zellen vom Typ der Alpha-Proteobakterien als Symbiosepartner auf. Letztere gehörten zu den wenigen Prokaryoten der ersten Hauptgruppe, die in der Lage waren, Sauerstoff zur Energieproduktion zu verwenden. Für den Schutz, den die Eukaryoten den Alpha-Proteobakterien vor dem Gefressenwerden boten, stellten jene nun ihrem Wirt ihre Energie aus ihrem Atmungsstoffwechsel zur Verfügung. Schließlich verloren die Alpha-Proteobakterien im Laufe der Evolution ihre Gene, die sie einst für ein autonomes Leben brauchten, und übertrugen sie in das Erbgut ihres Wirtes. Damit wurden sie zu den Mitochondrien unserer Zellen. Später nahmen diese Eukaryoten als Symbiosepartner noch Cyanobakterien (ebenfalls zur ersten Hauptgruppe zählend) auf, die sich letztendlich zu den Chloroplasten ihrer Wirtszellen entwickelten. Mit Hilfe der Chloroplasten waren die Eukaryoten nun vor ungefähr 2,3 Milliarden Jahren in der Lage, aus Wasser und Kohlenstoffdioxid mittels der Lichtenergie Traubenzucker und Sauerstoff zu produzieren. Letzteres führte zu einer grundlegenden Veränderung der Atmosphäre. Denn nun bildete sich freier Sauerstoff, der sich nicht nur im Meer, sondern auch in der Atmosphäre anreicherte.

Vor ungefähr 2,3 Milliarden Jahren hatten wir die erste von drei sehr extremen Kältephasen auf unserer Erde. Die nächsten beiden erfolgten vor 750 Millionen und 600 Millionen Jahren. Die erste Kältephase, die man im wissenschaftlichen Kreis die huronische Vereisung nennt, weil man sie im Gestein unmittelbar nördlich des Huron-Sees in Südkanada gut erkennen kann, sorgte dafür, dass die Erde einschließlich der Ozeane komplett zufror und als riesiger Schneeball um die Sonne kreiste. Selbst die Kontinente in Äquatornähe sollen einen Eispanzer getragen haben, dessen Spuren noch heute erkennbar sind. Diese huronische Vereisung soll überdies genau zu dem Zeitpunkt stattgefunden haben, als sich der Sauerstoff in der Atmosphäre anzureichern begann.

Das Ediacara Fossil Dickinsonia
Abb. 3b: Das Ediacara Fossil Dickinsonia (Adelaide (Südaustralien), South Australian Museum, Ediacara Gallery)

Die ältesten fossil bekannten mehrzelligen Lebewesen traten vor ungefähr 2,1 Milliarden Jahren auf.

Vor 2 Milliarden Jahren können wir bei einigen Ein- und Vielzellern bei der Vermehrung statt der gewöhnlichen Zweiteilung zum ersten Mal das Phänomen der Sexualität entdecken, durch die sich neue Genkombinationen bilden können und die deshalb für die Fortentwicklung der Lebensformen von enormer Bedeutung ist.

Vor 1 Milliarden Jahren war der von den Cyanobakterien produzierte Sauerstoffgehalt auf der Erde so hoch geworden, das er schließlich das Todesurteil für die meisten damaligen Ein- und Vielzeller bedeutete.

Vor 650 Millionen Jahren traten durch das erstmalige Erscheinen des Strukturproteins Collagen die ersten komplexeren Mehrzeller auf. Vor 580 Millionen Jahren dominierte auf unserem Planeten die Ediacara-Fauna (Abb. 3b).


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