Schottischer Fossilien-Cache „Rosetta Stone“ zum Verständnis des frühen Lebens

Ein spektakulärer Fossilienschatz, der im ländlichen Nordosten Schottlands ausgegraben wurde, könnte als „Rosetta-Stein“ dienen und uns helfen, das frühe Leben zu verstehen. Der Rhynie-Hornstein wurde erstmals 1912 in der Nähe des gleichnamigen Dorfes in Aberdeenshire entdeckt und stammt aus der frühen Devonzeit, etwa 407 Millionen Jahre. Es handelt sich um eine sogenannte „Lagerstätte“, eine Sedimentablagerung mit außergewöhnlich gut erhaltenen Fossilien – in diesem Fall von antiken Arthropoden, Cyanobakterien, Pilzen, Flechten und sieben verschiedenen Landpflanzentaxa.

Ein Hornstein ist ein hartes, feinkörniges Sedimentgestein aus Kieselsäure. Es wird angenommen, dass insbesondere der Hornstein von Rhynie entstanden ist, als siliziumreiches Wasser aus Vulkanquellen fast augenblicklich ein landbasiertes Ökosystem überschwemmte und versteinerte.

Eine neue Analyse des Rhynie-Hornsteins durch Forscher aus Edinburgh hat ergeben, dass die Erhaltung der Fossilien auf molekularer Ebene die Erwartungen übertroffen hat.

Das Team konnte die chemischen „Fingerabdrücke“ verschiedener im Gestein konservierter Organismen identifizieren.

So wie der Rosetta-Stein es Ägyptologen ermöglichte, Hieroglyphen zu entziffern, hoffen die Forscher, dass diese chemischen Codes ihnen helfen werden, die Identität einiger der unklareren Kreaturen zu entschlüsseln, die im Rhynie-Hornstein aufbewahrt werden.

In ihrer Studie verwendeten der Paläobiologe Dr. Corentin Loron von der Universität Edinburgh und seine Kollegen eine zerstörungsfreie, hochauflösende Bildgebungstechnik namens Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie, um die Fossilien im Rhynie-Hornstein mit neuen Details zu analysieren.

Indem sich das Team zunächst auf die Fossilien identifizierbarer Arten konzentrierte, konnte es molekulare Fingerabdrücke identifizieren, die es ihm ermöglichten, zwischen Bakterien, Pilzen und anderen Organismen zu unterscheiden.

Diese Signaturen wurden bereits verwendet, um mehr über einige der mysteriöseren Mitglieder des Rhynie-Ökosystems zu erfahren – darunter zwei Exemplare von röhrenförmigen „Nematophyten“.

Diese rätselhaften Organismen – die sowohl in Devon- als auch in älteren, späten Silur-Sedimenten gefunden wurden – weisen sowohl Algen- als auch Pilzeigenschaften auf, sodass sie schwer zu klassifizieren waren.

Die neuen Erkenntnisse deuten jedoch darauf hin, dass es sich wahrscheinlich weder um Pilz- noch um Flechtenarten handelte.

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Der Co-Autor und Paläobiologe Dr. Sean McMahon, ebenfalls von der Universität Edinburgh, sagte: „Wir haben gezeigt, wie eine schnelle, nicht-invasive Methode verwendet werden kann, um zwischen verschiedenen Lebensformen zu unterscheiden.“

„Dies öffnet ein einzigartiges Fenster zur Vielfalt des frühen Lebens auf der Erde.“

Die Forscher experimentierten auch damit, ihre Daten in einen maschinellen Lernalgorithmus einzuspeisen, der darauf trainiert war, die verschiedenen Organismen im Rhynie-Hornstein zu klassifizieren.

Sie sagten, dass in Zukunft derselbe Ansatz zum Sortieren von Daten verwendet werden könnte, die aus anderen fossilreichen Lagerstätten gesammelt wurden.

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Dr. Loron sagte, dass die Arbeit die potenziellen Erkenntnisse hervorhebt, die interdisziplinäre Studien liefern können, die die Paläontologie mit Bereichen wie Physik und Chemie verbinden.

Er sagte: „Unsere Arbeit unterstreicht die einzigartige wissenschaftliche Bedeutung einiger der spektakulären Naturerbestätten Schottlands und gibt uns ein Werkzeug an die Hand, um das Leben in schwierigeren, mehrdeutigen Überresten zu untersuchen.“

Der Co-Autor und Paläontologe Dr. Nick Fraser von den National Museums Scotland stimmte dem zu und fügte hinzu: „Die kontinuierliche Entwicklung analytischer Techniken bietet neue Möglichkeiten zur Erforschung der Vergangenheit.“

„Unsere neue Studie bietet eine weitere Möglichkeit, noch tiefer in den Fossilienbestand zu blicken.“

Die vollständigen Ergebnisse der Studie wurden in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.