Schweizer Forschende erzielen Durchbruch bei der Erforschung der Fossilerhaltung

Die Geschichte wird von den Siegern geschrieben, und im geologischen Archiv entscheidet die Chemie über den Sieg. Forschende der Universität Lausanne (Unil) haben lang gehegte Annahmen zur Fossilisation widerlegt und gezeigt, dass dieser Prozess alles andere als zufällig ist. In einer bahnbrechenden Studie, die in Nature Communications veröffentlicht wurde, kommen Schweizer Forschende zum Schluss, dass der Körper des Tieres selbst, insbesondere seine Grösse und sein Proteingehalt, darüber entscheidet, ob er Millionen Jahre überdauert oder spurlos verschwindet.

Das ist ein Paradigmenwechsel für die Paläontologie. Jahrzehntelang lag der Fokus vor allem auf äusseren Umweltfaktoren. Das Unil-Team hat jedoch gezeigt, dass die biologische Beschaffenheit eines Organismus der wichtigste Faktor für seine eigene Erhaltung ist. Diese Entdeckung zwingt die wissenschaftliche Gemeinschaft, sich einer ernüchternden Realität zu stellen: Unser Blick in die Vergangenheit ist nicht bloss unvollständig, sondern chemisch verzerrt. Die Ergebnisse legen nahe, dass das Fossilienarchiv kein demokratisches Archiv des Lebens ist, sondern eine Auswahl jener Organismen, die biologisch dafür gerüstet sind, den Einflüssen der Zeit zu trotzen.

Um dieses uralte Rätsel zu entschlüsseln, wählte das Schweizer Forschungsteam einen mutigen, praktischen Ansatz: Es bildete den Zerfallsprozess im Labor nach. Die Forschenden liessen verschiedene Tiere, darunter Garnelen, Schnecken, Seesterne und Würmer, unter kontrollierten Bedingungen verwesen und beobachteten dabei die chemischen Prozesse, die unmittelbar nach dem Tod einsetzen. Die Ergebnisse waren eindeutig. Grosse, proteinreiche Tiere tragen wesentlich zu ihrer eigenen Erhaltung bei.

Während diese grösseren Organismen verwesen, entsteht in der unmittelbaren Umgebung ihrer Überreste rasch ein sauerstoffarmes (anoxisches) Milieu. Diese chemische Veränderung ist entscheidend. Der Sauerstoffmangel bremst den Zersetzungsprozess wirksam und schafft ideale Bedingungen für die Mineralisierung. Kleinere Körper können diese schützende chemische Barriere hingegen nicht auslösen, sodass die Natur ihre Überreste vollständig abbaut. Dieser Mechanismus erklärt, warum bei manchen Exemplaren erstaunlich gut erhaltene Weichteile wie Muskeln, Darm und sogar Gehirne gefunden werden, während von anderen nichts als Staub zurückbleibt.

Die Ergebnisse zeichnen ein klares Gefälle in der Geschichte des Lebens. Grosse Gliederfüsser, also Tiere mit gegliederten Beinen wie Krebse, Insekten und Spinnen, erweisen sich als klare Gewinner. Ihre proteinreiche Physiologie erhöht ihre Chancen auf geologische Unsterblichkeit erheblich. Sie sind die Stars der Fossilienwelt, deren Geschichte in Stein erhalten geblieben ist und heute von uns erforscht werden kann.

Die Verlierer dieser chemischen Lotterie sind dagegen kleinere, einfach gebaute Organismen. Für Tiere wie Plattwürmer und andere im Wasser lebende Würmer sieht es im geologischen Archiv düster aus. Ihnen fehlen die Masse und die Proteinstrukturen, die nötig wären, um ein schützendes anoxisches Milieu zu erzeugen. Deshalb verschwinden sie mit sehr grosser Wahrscheinlichkeit vollständig. Das verzerrt unser Verständnis der biologischen Vielfalt erheblich. Wir blicken in ein Geschichtsbuch, dessen Seiten zur Hälfte schon leer waren, bevor es überhaupt gebunden wurde. Es bevorzugt das Komplexe gegenüber dem Einfachen und das Grosse gegenüber dem Kleinen.

Diese Forschung zwingt uns zu einer grundlegenden Neubewertung dessen, was wir über die Evolution zu wissen glauben. Nora Corthésy, Erstautorin der Studie, zieht ein ernüchterndes Fazit: «Es ist daher durchaus möglich, dass sich manche Organismen nie als Fossilien erhalten konnten und wir sie deshalb überhaupt nicht beobachten können.» Diese Aussage macht einen dauerhaften blinden Fleck der Wissenschaft sichtbar. Ganze Abstammungslinien könnten entstanden und wieder verschwunden sein, ohne auch nur eine Spur zu hinterlassen, einzig weil ihnen die richtigen Proteine fehlten.

Für die Schweiz, ein Land mit einer reichen Tradition wissenschaftlicher Exzellenz, unterstreicht diese Studie die führende Rolle der Universität Lausanne in der paläontologischen Forschung. Wenn wir verstehen, wie Fossilien entstehen, können wir das Schweigen der Gesteine besser deuten. Wir wissen nun, dass fehlende Belege nicht bedeuten, dass etwas nicht existiert hat, sondern lediglich, dass die Chemie ihre Spuren nicht bewahrt hat. Wenn wir weiter in die Vergangenheit vordringen, müssen wir die unsichtbaren Geister jener Organismen anerkennen, die von der Chemie vergessen wurden.