Urzeit

Dezember 1, 2024 Kategorie(n): Urzeit

Die Urzeit oder Vorzeit ist ein Zeitabschnitt, welcher unspezifisch genutzt wird. In der Wissenschaft fasst man mit Urzeit jene Zeit zusammen, welche vor dem Auftreten der ersten Menschen liegt. Mit dem Auftreten des Menschen beginnt die Menschheitsgeschichte, welche kein Teil der Urzeit ist.

Steckbrief

Was gehört zur Urzeit

Untersuchungsgegenstand der Urzeit sind alle Phänomene und Ereignisse, welche vor dem Auftreten der ersten Menschen liegen. Mit Menschen sind nicht nur Jetztmenschen gemeint, sondern auch alle ausgestorbenen Menschenarten. Demnach beginnt die Urzeit vor der Steinzeit (erste Epoche der Menschengeschichte).

Zur Urzeit gehören demnach die Evolutionsgeschichte bis zur Entstehung der Menschenarten und die Erdgeschichte. Für die Geschichtswissenschaft ist das Verständnis von der Urzeit wichtig, da die Frage geklärt wird – welche Vorfahren die Menschheit hatte und wie diese gelebt haben.

Wann begann die Urzeit

Die Urzeit begann vor etwa 4,6 Milliarden Jahren als die Erde entstand. In dieser frühen Phase war die Erde noch unbewohnt. Es existierte keine Leben und der Planet formte sich, wurde von einer Feuererde zu einer Wassererde.

Wann endet die Urzeit

Die Urzeit endet mit dem Beginn der Menschheit. Die ersten Menschenarten waren Homo rudolfensis und Homo habilis. Beide traten vor etwa 2,5 Millionen Jahren auf. Diese beiden Menschenarten werden als Urmenschen zusammengefasst, da diese zur menschlichen Urgeschichte (nicht zur Urzeit) gehören.

Was kommt nach der Urzeit

Mit dem Auftreten Urmenschen beginnt die eigentliche Menschheitsgeschichte. Bis zur Erfindung der Schrift wird die Menschheitsgeschichte als Urgeschichte bezeichnet. Die Urgeschichte wird in Steinzeit, Bronzezeit und Eisenzeit unterteilt.

Während der Steinzeit entwickelten sich, parallel zu den Urmenschen, neue Menschenarten. Diese werden als Frühmenschen zusammengefasst. Jene Frühmenschen ähnelten anatomisch dem heutigen Menschen. Einer der bedeutendsten Vertreter war der Homo erectus, da dieser die Jagd erfand, das Feuer nutzte und erstmalig Afrika, Asien und Europa besiedelte.

In Europa entwickelte sich aus der Homo-erectus-Population der Heidelbergmensch und schließlich der Neandertaler. Parallel dazu entwickelten sich in Afrika die Vorfahren des Jetztmenschen (Homo sapiens) aus der verbliebenen Homo-erectus-Population.

Am Ende der Altsteinzeit waren alle Menschenarten – bis auf Homo sapiens – ausgestorben. In der Mittelsteinzeit wurden die Menschen saisonal sesshaft. Vereinzelt gab es schon Vorformen der Landwirtschaft. In der Jungsteinzeit vollzog sich der Übergang von Jäger und Sammler zu Ackerbau und Viehzucht komplett.

Wer lebte in der Urzeit

In der frühen Urzeit lebten lediglich Bakterien. Aus ihnen entstanden spätere Lebensformen, wie Pflanzen, Tiere und Menschen.

Vor etwa 230 Millionen Jahren entstanden die Dinosaurier, welche dann vor etwa 66 Mio. Jahren wieder ausstarben.

Erste Vorfahren des Menschen entstanden vor etwa 5 Mio. Jahren. Diese werden aber nicht als Menschen, sondern als Vormenschen bezeichnet. Bedeutendster Vertreter der Vormenschen-Gruppe war der Australopithecus.

Warum wurden Lebewesen in der Urzeit so groß

Wenn wir an die Urzeit denken, fallen uns natürlich die Dinosaurier ein. Diese waren wirklich groß. Tatsächlich waren die Lebewesen in der Urzeit über die längste Zeit aber sehr klein. Denn das Leben spielte sich über Milliarden Jahren nur im Meer ab. Dort lebten Mikroorganismen. Aber irgendwann ging die Tendenz zu riesig groß. Dafür gibt es mindestens 3 Gründe.

Der erste Grund war, dass die Sauerstoffkonzentration einfach viel größer war als heute. Dadurch waren viel bessere Stoffwechselraten möglich, was die Tier- und Pflanzenwelt groß werden ließ. Damals lag der Sauerstoffgehalt bei über 30 %, heute bei etwa 21 %.

Aber ein Lebewesen wird nur so groß, wie es der Lebensraum zulässt. So bleiben Lebewesen bspw. auf Inseln relativ klein. Man nennt dieses Phänomen in der Biologie auch Inselverzwergung.

In der Urzeit der Dinosaurier gab keine geografischen Grenzen. Stattdessen gab es einen Superkontinenten, welcher riesig war. Dies lies auch die Tierwelt anwachsen.

Der Superkontinent von damals hieß Pangaea. Aus diesem Superkontinent gingen während der Lebenszeit der Dinosaurier die Superkontinente Gondwana und Laurasia hervor. Beide waren immer noch größer als heutige Kontinente.

Der dritte Grund soll die Brücke zwischen Sauerstoff- und Superkontinent-Hypothese schließen. Dazu muss man sagen, dass Lebewesen in ökologischen Nischen leben. Dieser Nischenraum wird bestimmt durch Umweltfaktoren, wie eben der Sauerstoffkonzentration aber auch der Konkurrenz-Situation.

Ein großer zusammenhängender Kontinent bietet weniger Konkurrenz-Situationen als eine kleine Insel. Die Tiere können sich demnach aus dem Weg gehen.

Das Copesche Gesetz besagt, dass Lebewesen im Laufe ihre Evolution immer größer werden. Denn Größe bedeutet Dominanz. Doch das Größenwachstum hat natürliche Grenzen, welche durch den Lebensraum und der Konkurrenzsituation gegeben sind. Demnach konnten Saurier, Insekten und auch Pflanzen in der Urzeit so groß werden – weil die Umweltbedingungen die Größengrenzen verschoben haben.

Das evolutionäre Wettrüsten der Körpergröße endete mit dem Aussterben der Dinosaurier. Die damaligen Säugetiere waren viel kleiner, konnten sich dadurch besser verstecken. Und da später die Kontinente zerfielen, die Atmosphäre sich änderte – begann zwischen Säugern kein Wettrüsten nach Größe.

Was war vor der Urzeit

Vor der Urzeit entstanden das Universum und mit ihm die Materie, Raum und Zeit. Aus undefinierter Materie wurden schließlich komplexere Strukturen. Das Sonnensystem entstand und schließlich die Erde.

Entstehung des Universums

Vor etwa 14 Milliarden Jahren kam es – laut Meinung der meisten Wissenschaftler – zu einem Knall. Dieser Knall wird als Urknall bezeichnet. Allerdings muss man sagen, dass der Urknall (Big Bang) lediglich eine Theorie (Big Bang Theory) ist. Doch es gibt genügend Anhaltspunkte, welche darauf hindeuten, dass es genauso war.

Was ist nun der Urknall?
Vor dem Urknall war die Welt winzig klein. Forscher sagen sogar, dass die Welt unendlich klein war. Doch vor 13,8 bis 14 Mrd. Jahren breitete sich das unendlich Kleine sprunghaft aus, was zu einer Explosion führte.

Mit diesem Ereignis entstand Materie, Raum, Zeit und Energie. Die grundlegendsten Naturgesetze wurden geschaffen. Innerhalb der Wissenschaft werden diese Naturgesetze in der Physik beschrieben.

Seitdem ist unklar, wie sich das Universum verhält. So geht ein Teil der Wissenschaft davon aus, dass sich das Universum immer weiter ausdehnt. Demnach sagt man, dass das Universum unendlich sei.

Ein anderer Teil der Wissenschaftler geht ebenfalls davon aus, dass sich das Universum seit dem Urknall immer weiter ausdehnt. Aber sie glauben auch, dass das Universum irgendwann in sich zusammenfallen wird.

Entstehung kleinster Komplexstrukturen

Etwa 300.000 Jahre nach dem Urknall entstanden aus der einheitlichen Materie komplexere Teilchen. Dies wurde durch die Einwirkung von Energie möglich. Diese komplexeren Teilchen werden als Atome bezeichnet.

Jene Atome bestehen aus einem Atomkern mit positiver Ladung und einer Atomhülle mit negativer Ladung. Zwischen dem Atomkern und der Atomhülle existieren – aufgrund der unterschiedlichen Ladungen – Anziehungskräfte. Die Anziehungskraft ist ein physikalisches Naturgesetz, welches seit dem Urknall bestand.

Die kleinsten Teilchen (Atome) und deren Wechselwirkung werden in der Chemie beschrieben. Demnach ist die Chemie eine Naturwissenschaft, welche ein Teil der Physik näher beschreibt. Die übergeordnete Wissenschaft bleibt die Physik.

Entstehung des Sonnensystems

Ein riesiger Stern hatte Millionen von Jahren gebrannt. Doch der Stern war bereits dabei, zu sterben. Dieser Stern erzeugte seine ganze Energie, indem er Wasserstoffatome zu Helium verschmolz. Dadurch entstand sein Leuchten. Aber diese Energiefreisetzung bewirkte auch, dass er immer instabiler wurde und allmählich in sich zusammenfiel.

Als irgendwann der Wasserstoffvorrat zur Neige ging, begann der Stern das Helium zu fusionieren. Dadurch entstanden neue Elemente, wie Kohlenstoff und Sauerstoff. Doch irgendwann war auch der Heliumbrennstoff verbraucht und der Stern starb.

Der Kollaps des Sterns dauerte nicht einmal eine Sekunde, doch der Rückstoß der Explosion war gewaltig. Das ganze Universum erhellte. In der Astrophysik bezeichnet man dieses Phänomen als Supernova.

Wohlmöglich wurde mit der Supernova alles Leben, welches vielleicht im Universum existierte, ausgelöscht. Wir wissen es nicht. Doch die Katastrophe hatte auch Folgen, welche wir heute noch spüren. Denn aus den damaligen chemischen Elementen konnten schwerere Elemente, wie Silizium, Nickel, Schwefel und Eisen hervorgehen. Diese Elemente wurden weit ins All hinausgeschleudert.

Jahrmillionen später entstand eine Wolke aus Gasen, welche sich zuerst ausdehnte und dann gepresst wurde. Durch das Pressen fiel sie in sich zusammen. Aber durch das Zusammenpressen begann diese Wolke auch zu rotieren und einzelne Atome verschmolzen miteinander. Schließlich wurden Wasserstoffatome zu Helium komprimiert, welches Licht und Wärme hervorbrachte. Aus dem alten Stern war ein neuer geboren worden. Dieser neue Stern war unsere Sonne.

Der Kreislauf schließt sich, hatte aber neue chemische Elemente hervorgebracht – welche Leben (wie wir es kennen) möglich machen sollte.

Entstehung der Erde

Vor etwa 4,57 Milliarden Jahren war es soweit. Die Erde entstand. Der Entstehungsprozess war relativ unspektakulär. Es mischten sich Gase und Staub zusammen. So ein Prozess ist etwas Alltägliches im Universum.

Dieses Staub-Gas-Gemisch drehte sich um eine Sonne. Die Drehung entstand durch das Zusammenspiel von Anziehungskräften und eigener Schwerkraft. Aber die Drehung bewirkte auch, dass die Staubwolke immer mehr Teilchen aufnahm.

Man kann sich dies wie bei einer Schneekugel vorstellen – welche man durch den Schnee rollt. Bei jeder Drehung bleibt mehr Schnee hängen, wodurch die Kugel immer weiter anwächst.

Das anfängliche Gas-Staub-Gemisch bestand überwiegend aus Wasserstoff, Helium, winzig kleinen Wasserteilchen, Kohlenstoff und Siliziumverbindungen. In der Astrophysik wird das Gemisch auch als Interstellares Medium oder Interstellare Materie (kurz ISM) bezeichnet.

Die eigene Schwerkraft der Staubkugel bewirkte, dass sich die Staub- und Gasteilchen verdichteten. Durch das Zusammenpressen wurde die Rotationsgeschwindigkeit nochmals erhöht.

Man kann sich dies vorstellen, wie eine Ballerina – welche sich mit ausgebreiteten Armen dreht. Kurz vor der Pirouette zieht die Ballerina die Arme ein und erhöht damit ihre Drehgeschwindigkeit. In der Physik nennt man dieses Phänomen auch Drehimpuls.

Durch diese Pirouette wurde die Masse um das Rotationszentrum weiter verdichtet. Im Laufe der Jahrmillionen sind so immer größere und dichtere Objekte entstanden, welche wir als Planeten bezeichnen.

Kleinere Objekte wuchsen auch an, blieben aber kleiner, da sie mit größeren Planeten zusammenstießen. Aus diesen Kollisionen entstanden wohlmöglich die Monde. Unser Erdmond entstand auf die gleiche Weise.

Die Planeten bewegen sich auf ellipsenförmigen Bahnen um die Sonne herum. Jede Masse übt eine Anziehungskraft aus. Demnach zieht die Sonne die Erde an, aber auch alle anderen Planeten und Himmelskörper ziehen sich gegenseitig an. Durch die verschiedenen Anziehungskräfte entsteht eine Umlaufbewegung der Planeten um die Sonne und eine Eigenrotation um die Planetenachse.

Die Eigenrotation der Erde macht sich als Tag und Nacht bemerkbar. Und die Bewegung um die Sonne ist als Wechsel von Jahreszeiten spürbar.

Was geschah während der Urzeit

Zuerst entwickelte sich die Erde und später entstand Leben. Damit Leben entstehen kann, müssen sich Atome zu Molekülen verbinden lassen. Weiterhin war Wasser für die Entstehung des Lebens entscheidend. Schließlich sollte auch Sonnenenergie genutzt werden, um als Startenergie für die Photosynthese (endotherme Reaktion) zu dienen. Beginnen wir ganz vorn.

Entwicklung der Erde zu einem lebensfreundlichen Planeten

Vor etwa 4,2 Milliarden Jahren entstanden dann die ersten Vulkane auf der Erde. Denn im Zentrum der Erde war so viel thermische Energie gespeichert, dass die Gesteinsmassen glühend heiß worden. Und dieses heiße Gestein (Lava) wurde nach oben gedrückt.

Der Vulkanismus bewirkte, dass die Erdoberfläche zuerst extrem heiß wurde. Aber die Verbrennung bewirkte auch, dass Gase entstanden – welche später zu Wolken und einer Atmosphäre werden sollten. Da sich der Energiehaushalt in einem System immer wieder ausgleicht, kam es zu Regengüssen.

Aber der Regen war kein normaler Regen. Denn er dauerte Jahrmillionen an. Aus diesem anhaltenden Regen entstand der Urozean, welcher die ganze Erde umschloss. Aus der einstigen Feuerwelt war eine Wasserwelt geworden.

Aber auch die chemischen Elemente auf der Erde vollzogen einen Wandel. Jeder Planet mit einem größeren Durchmesser unterliegt einem Wandlungsprozess. Denn dichte Stoffe, wie Nickel und Eisen, sinken nach unten. Weniger dichte Stoffe, wie Aluminium, Silizium oder Sauerstoff bleiben an der Oberfläche. Dort gehen sie chemische Verbindungen.

Heute noch ist der Erdkern eine rotierende Kugel aus flüssigem Metall. Dieser Kern ist beständig heiß, was der eigenen Gravitationskraft und dem Zerfall von radioaktiven Elementen geschuldet ist.

Der Gravitationskern der Erde lässt aber auch ein Magnetfeld entstehen, welches bis zur Erdoberfläche und darüber hinaus dringt.

Die Erdwärme im Kern steigt stetig nach oben, wodurch die Erdkruste immer wieder aufbricht. Dadurch entstanden neue Einzelteile, wie neue Ozeane und tektonische Platten dazwischen. Diese tektonischen Platten sind stets in Bewegung, prallen aneinander, schieben sich untereinander und gleiten aneinander vorbei.

Diese Bewegungen hinterließen tiefe Gräben auf dem Meeresgrund und bewirkten, dass sich die Erdkruste aufbersten konnte. So entstanden Kontinente, Gebirge, Inseln, Vulkane und andere Unebenheiten. Heute bewirkt die Plattenbewegung, dass Erdbeben entstehen. Aber durch diese Plattenbewegung konnten sich einzelne Landmassen hervortun, welche wir heute als Kontinente kennen.

Aber der Prozess war keineswegs stabil. So wurden immer wieder große Teile der Erdkruste ins Innere gezogen, versickerten in den Tiefseegräben. Von dort aus gelangten sie ins Erdinnere, wurden verändert und in veränderter Form wieder durch Vulkane ausgeschieden. Der Prozess zwischen Anziehung, Aufheizen und Ausstoßen formte die Erde so, wie sie heute ist. Aber der Prozess dauert natürlich weiter an, und in Millionen Jahren sieht die Erde anders aus als heute.

Chemische Voraussetzung für das Entstehen von Leben

Die chemischen Teilchen (Atome) haben eine Besonderheit. Wie bereits angedeutet, bestehen zwischen Atomhülle und Atomkern immer Anziehungskräfte. Durch die Anziehungskraft werden die Elektronen in der Atomhülle gehalten. Aber folgt man diesem Gedanken weiter, müsste man annehmen – dass die Elektronen irgendwann in den Atomkern gesaugt werden. Dadurch würde sich die Atomhülle auflösen und das Atom in sich zusammenfallen.

Das Hineinsaugen geschieht aber nicht, da zwischen den elektrisch geladenen Elektronen ebenfalls Kräfte bestehen. Alle Elektronen sind elektrisch negativ geladen. Und gleiche Ladungen stoßen sich ab. Das Zusammenspiel zwischen Anziehungs- und Abstoßungskräften bewirkt, dass die Elektronen niemals in den Atomkern gesaugt werden und auch nicht aus der Atomhülle herausfliegen können.

Aber es bewirkt auch, dass sich die Elektronen auf einer Kreisbewegung um den Atomkern befinden. Und in dieser Kreisbewegung befinden sich einige Elektronen auf einer Innenbahn (nah am Atomkern) und andere auf einer Außenbahn (weiter weg vom Kern). Man nennt diese Bahnen auch Elektronenschalen, da jede Bahn nur eine bestimmte Anzahl an Elektronen aufnehmen kann.

Die äußere Schale ist demnach am weitesten vom Atomkern entfernt. Die Elektronen in dieser Schale werden auch als Außenelektronen bezeichnet. Und diese werden nicht nur von ihrem Atomkern angezogen, sondern auch vom Atomkern benachbarter Atome. So kann ein Außenelektron von einem Atom zum nächsten abwandern.

Durch die Elektronenabwanderung verbinden sich dann zwei Atome miteinander. Diese Verbindung wird als Molekül bezeichnet. Kleine Moleküle bestehen lediglich aus zwei Atomen. Große Moleküle hingegen können aus tausenden Atomen bestehen. Diese werden als Makromoleküle zusammengefasst.

Für die Entstehung des Lebens auf der Erde war es nötig, dass Wassermoleküle entstehen konnten. Diese Wasser-Moleküle bestehen aus Wasserstoff und Sauerstoff. Dazu haben sich zwei Atome, unterschiedlicher Bauart zusammengefunden, und über ihre Außenelektronen eine Verbindung hergestellt.

Für das Leben auf der Erde war es aber auch notwendig, verschiedene Makromoleküle auf Basis von Kohlenstoff zusammenzubauen. Die kohlenstoffbasierte Chemie wird als organische Chemie bezeichnet.

Solche Makromoleküle, auf Kohlenstoffbasis, sind bspw. die Aminosäuren. Diese bestehen aus Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Unterschiedlich kombiniert, ergeben sich unterschiedliche Aminosäuren. Sie bilden die Bausteine von Eiweißen (Proteinen), welche wiederum die Grundbausteine einer biologischen Zelle sind.

Beginn des Lebens auf der Erde

Vor etwa 4 Milliarden Jahren war es erneut so weit. Einige Moleküle verbinden sich zu großen und komplexen Strukturen. Die Geschichte dieser Organismen nennen wir Biologie. Demnach erklärt die Biologie einen Teilaspekt der Chemie (organische Chemie) und basiert auf Zusammenhängen der Physik.

Die ersten Organismen waren Membranstrukturen, welche im Ozean entstanden. Diese mikroskopisch kleinen Strukturen waren in der Lage, ihre umgebenden Partikel (chemischen Elemente, Atome) zu nutzen. Und zwar konnten sie diese Umgebungspartikel in ihren Organismus (Zelle) einschleusen und umwandeln.

Die Umwandlung nennen wir Stoffwechsel und dieser bewirkte, dass die Organismen selbst Energie erzeugen konnten. Diese Energie konnten sie in Fortpflanzung, Wachstum und Entwicklung investieren.

Aber das Leben auf der Erde war keineswegs so wie wir es heute kennen. Denn Menschen, Tiere und Pflanzen gab es nicht. Und die Lebewesen nutzten auch keinen Sauerstoff, um ihren Stoffwechsel anzutreiben.

Stattdessen nutzen sie die ausgestoßenen Elementen, welche aus den Rissen im Meeresboden strömten. Das Wasser dort war siedend heiß, aber mineralreich. Die ersten Lebensformen waren nicht mehr als Membranen, deren Oberfläche löchrig wie ein Sieb war. Aber diese Löcher konnten gewisse Elementstrukturen hineinlassen und andere am Durchgang hindern.

Jene Elemente, welche durch die Membranlöcher eindringen konnten, wurden verstoffwechselt. Bei diesem Stoffwechsel wurden die Elemente im Inneren der Membran neu kombiniert.

Die chemische Neukombination der Ausgangsstoffe zu Betriebsstoffen, machte einen physikalischen Energiegewinn möglich. Aber durch die Neukombination entstehen auch Abfallprodukte, welche die Mikroorganismen ausgeschieden haben.

Allmählich wurde der Stoffwechsel immer zielgenauer, weshalb auch eine zugänglichere Energie-Investition in Lebensprozesse stattfinden konnte. Schließlich war es diesen Urmembranen möglich, die Information eines effektiven Stoffwechsels weiterzugegeben. Diese Weitergabe nennen wir heute Vererbung.

Damals war es so, dass die Urmembranen kleine Blasen erzeugten, welche sie von sich abtrennten. In diesen Blasen war die Information enthalten, um eine neue Membran mit effektiven Stoffwechsel aufzubauen.

Ebenfalls enthalten war die Information, wie eine neue Membran aufgebaut werden soll und wie so eine Membran wieder eine Blase zur Fortpflanzung erzeugen kann. Jene chemische Blaupause war das Erbmaterial der Urzeit.

Diese Urlebewesen standen zur Schwelle des Lebens, da sie einen Weg gefunden hatten, neue chemische Verbindungen aufzubauen, welche sie für sich nutzen konnten. Das Chaos (Entropie) war erstmalig beseitigt.

Entstehen von Riffen

Vor etwa 4 Milliarden Jahren entstanden die Urmembranen am Meeresgrund. Vor etwa 3,7 Milliarden war das Leben bereits an der Wasseroberfläche aktiv. Und vor etwa 3,4 Milliarden Jahren schlossen sich zellulare Strukturen zusammen. Es entstanden Urzeitriffe, welche nicht aus Korallen – sondern aus Bakterien bestanden.

Diese ersten Bakterien werden als Cyanobakterien bezeichnet. Die Wortsilbe Cyano kommt aus dem Altgriechischen und bedeutet blau.

Jene Bakterien sammelten sich in Sedimentgesteinen, um gemeinsam das Leben zu bestreiten. Solche Ansammlung erschien als hügelartige Gesteinsmasse am Riff und wird als Stromatolith bezeichnet. Die Stromatolithen überdauerten 3 Milliarden Jahre, weshalb es die beständigste Lebensform ist, welche jemals existiert hat.

Erste Versuche einer Fotosynthese

Die Cyanobakterien schimmern grünlich blau. Das hat einen Grund. Denn vor etwa 4 Milliarden Jahren war die Erde immer noch lebensfeindlich.

Die Sonne ballerte ultraviolette Strahlung auf die Erdoberfläche ab. Alles was sich an der Wasseroberfläche befand, wurde gnadenlos von der UV-Strahlung vernichtet. Eine Ozonschicht, welche die Strahlung fernhält, gab es noch nicht.

Doch die Bakterien fanden einen Weg. Und zwar bildeten sie Pigmente aus, welche die Sonnenstrahlung in einer bestimmten Wellenlänge aufnehmen konnten.

Die thermische Energie der Sonne konnten die Bakterien nutzen, um damit einen Vorgang anzustoßen – welcher als Photosynthese bezeichnet wird. Dabei wird Sonnenenergie als externe Startenergie verwendet, um damit Sauerstoff-, Kohlenstoff- und Wasserstoffatome zu verschmelzen. Die Bakterien stellten daraus Zucker und Stärke her.

Die heutigen Pflanzen betreiben ebenfalls Photosynthese. Aus den Ausgangsstoffen Wasser und Kohlendioxid stellen sie Sauerstoff und Zucker her. Dass die damaligen Bakterien ebenfalls Wassermoleküle verstoffwechselten, lag daran – dass Wasser ausreichend vorhanden war.

Aus dem Wasser stellten sie nun Sauerstoff und Zucker her. Den Zucker brauchten sie als Betriebsstoff, um daraus Energie zu gewinnen und Sauerstoff war ein Abfallprodukt.

Große Sauerstoffkatastrophe

Freier Sauerstoff ist allerdings eines der tödlichsten Stoffe überhaupt, da man mit diesem Stoff alles um sich herumanzünden kann. Die frühe Erde glich demnach einem Pulverfass.

Vor etwa 2,4 Mrd. Jahren kam es dann zur Großen Sauerstoffkatastrophe. Der Sauerstoff veränderte die Natur nachhaltig. Denn Sauerstoff reagiert mit sämtlichen anderen Elementen. So wurde Eisen zu Rost und Kalkstein entstand aus Kohlenstoff.

Der Atmosphäre wurden Kohlendioxid und Methan entzogen, welche den Treibhauseffekt begünstigen.

Ohne den Treibhauseffekt verlor die Erde ihren Schutzmantel und Sonnenstrahlen wurden ungehindert ins Weltall zurückreflektiert. Es wurde demnach sehr kalt.

Die Erde glich einem Schneeball und sämtliche Organismen starben aus. Doch das Leben fand einen Weg durch den Schneeball hindurch und so überlebten einige Bakterien auch diese Strapazen.

Evolution der Bakterien

Vor etwa 2 Mrd. Jahren gab es immer noch Bakterien. Aber diese Bakterien haben etwas Entscheidendes gelernt. Und zwar konnten sie bestimmte Merkmale (Gene) untereinander auswechseln.

Dies können heutige Bakterien immer noch, was für die heutige Medizin allerdings ein Problem wird. So endet eine Antibiotika-Kur für die allmeisten Bakterien mit dem Tod. Aber es gibt auch Bakterien, welche Gene in sich tragen, um nicht durch eine Antibiotika-Kur hingerafft zu werden. Und diese resistenten Bakterien können dieses Gen mit ihren Nachbarn austauschen. Gelernt hatten sie dies, während der Großen Sauerstoffkatastrophe.

Vor mehr als 2 Mrd. Jahren gingen die Bakterien noch einen Schritt weiter. Sie lernten, innerhalb einer gemeinsamen Membran zu leben. So konnte eines dieser Urbakterien (Archaeon) seinen Stoffwechsel mit seinem Nachbarbakterium teilen. Dazu streckte es seine Ranke einfach zur Nachbarzelle aus und tauschte Nährstoffe oder Gene aus.

Aus der Einzelzelle bildete sich schon bald ein Zellkolonie, in welcher jede Zelle auf andere Zellen angewiesen war.
Mit der Arbeitsteilung begann auch die Spezialisierung. So gab es die Cyanobakterien, welche sich auf den Energiegewinn aus Sonnenenergie spezialisierten. In den Zellen wurden sie zu Chloroplasten, welche heute in jeder Pflanzenzellen zu finden sind.

Andere Bakterienstämme konzentrierten sich darauf, aus Nährstoffen eine Form von Energie zu produzieren. Evolutionär entwickelten sich so die Mitochondrien, in denen heute die Zellatmung stattfindet.

Im Zentrum stand das Archaeon. In diesem Kernstück wurde die Erbinformation, um sowohl Sonnenenergie als auch Nahrungsenergie zu erschaffen, gebündelt. Aus dem Zentrum entstand bei höheren Lebewesen später ein Zellkern, welcher die Erbinformation bewahrt. Dieser glich einer Bibliothek oder einem Archiv.

Evolution der Fortpflanzung

Aber auch die Evolution des Zellkerns ging verschiedene Wege. Denn Bakterien vermehren sich durch einfache Zellteilung. Die Erbinformation wird ebenfalls einfach geteilt. Somit gehen aus einer Mutterzelle zwei identische Tochterzellen hervor.

Falls die Erbinformation irgendwie verändert wird, geschieht dies lediglich bruchstückhaft. Die DNA liegt bei Archaeen und Bakterien auch nicht im Zellkern, sondern befindet sich freiliegend im Zytoplasma (Zellflüssigkeit).

Einen anderen Weg gingen die Eukaryonten. Damit werden alle Lebewesen zusammengefasst, welche einen echten Zellkern besitzen. Dies sind die Tiere (auch Menschen), die Pilze, die Pflanzen und die Algen.

In diesen Lebewesen werden zuerst Fortpflanzungszellen produziert, welche die Erbinformation enthalten. Bei der Fortpflanzung werden die Erbinformation der beiden Fortpflanzungszellen neu kombiniert. Die Neukombination erschafft demnach ein Lebewesen, welches sich genetisch von den Eltern unterscheidet.

Die ersten Eukaryonten entstanden vor etwa 1,5 Milliarden Jahren. Durch die Neukombination der Gene entstand ein ganz neuer Variantenreichtum. Die Erhöhung dieses Genpools hatte zur Folge, dass das Leben sprunghaft divers wurde und sich einzelne eukaryotischen Zellen zu mehrzelligen Organismen entwickeln konnten.

Entwicklung des Lebens bis zum Menschen

Die Eukaryoten begannen vor etwa 1,5 Mrd. Jahren aufzutreten. Und schon vor etwa 1,2 Mrd. Jahren bildeten sich die ersten Protisten heraus. In diese Gruppe fallen sämtliche Mikro-Eu¬karyoten, wie Urtierchen, Mikropilze oder Mikroalgen. Der Prozess der Artentwicklung setzte sich für einige Millionen Jahre fort. Zu dieser Zeit bestand die Landmasse der Erde aus nur einem Kontinent, dem Superkontinent Rodina.

Der Superkontinent Rodina zerbrach vor etwa 825 Millionen Jahren. Der Prozess dauerte etwa 100 Millionen Jahre an. Durch den Bruch wurden kohlenstoffhaltige Substanzen von der Erdoberfläche in die Tiefen des Ozeans gespült. Und wenn man der Atmosphäre den Kohlenstoff entzieht, kann kein Kohlendioxid entstehen – was den Treibhauseffekt verhindert. Dadurch fiel die Erde in eine neue Eiszeit, welche etwa 80 Millionen Jahre andauern sollte.

Während dieser Eiszeit starben viele Lebensformen aus. Doch am Ende der Eiszeit profitierten neue eukaryotische Lebensformen von diesen Umbruch. Jene Lebensformen bilden den Grundstamm heutiger Arten.

Eine dieser neuen Stämme waren die Chordatiere – aus denen schließlich die Wirbeltiere hervorgingen. Diese spalteten sich in verschiedene Klassen und Ordnungen auf. Eine Gruppe dieser Wirbeltiere waren die Dinosaurier, welche vor etwa 230 Millionen Jahre das Licht der Welt erblickten.

Die Dinosaurier waren für mehr als 160 Millionen Jahre die einsamen Herrscher des Planeten. Dann schlug vor etwa 66 Mio. Jahren ein Asteroid auf die Erde ein. Die aufgewirbelten Staubmassen verdunkelten die Sonne. Der hohe Sauerstoffgehalt entzündete die Erde. Aufgrund des fehlenden Sonnenlichts starben zuerst die Pflanzen, dann die Pflanzenfresser und schließlich die Fleischfresser aus.

Das Ende der Dinosaurier war aber zugleich der Startschuss für die Erfolgsgeschichte der Säugetiere, welche bis dahin im Schatten der Dinos gelebt hatten.

Vor etwa 80 Mio. Jahren entstanden die ersten Primaten als spezielle Ordnung der Säugetiere. Zu dieser Ordnung gehört auch der Mensch. Vor etwa 43 Mio. Jahren entstanden die Affen, eine spezielle Teilordnung der Primaten.

Schließlich entstanden vor etwa 18 Mio. Jahren die Menschenaffen, welche wiederum eine spezielle Familie der Affen sind. Der Mensch ist eine Gattung innerhalb der Menschenaffen. Menschliche Vorfahren werden als Hominini bezeichnet. Diese spalteten sich vor etwa 5 Mio. Jahren von den anderen Menschenaffen ab.

Was können wir heute von der Urzeit lernen

Die Urzeit ist geprägt von den großen Aussterbewellen, welche jeweils ein Massenaussterben zur Folge hatte. Vor zwei Milliarden Jahren löste die Photosynthese der Cyanobakterien die große Sauerstoffkatastrophe aus. Demnach können Lebewesen das gesamte Gleichgewicht des Planeten stören.

Folgen menschlichen Handelns

Alle heutigen Ökosysteme (Biosphäre) sind ausbalancierte Wechselbeziehungen zwischen Lebewesen und ihren Umweltfaktoren. Diese Wechselbeziehungen sind über Jahrmilliarden entstanden und hielten die Biosphäre im Gleichgewicht. Der Kulturmensch entstand vor etwa 11.000 Jahren. Seitdem wird das Gleichgewicht zunehmend gestört.

Durch den Übergang zu Ackerbau und Viehzucht konnten der Kulturmensch die Ressourcen der Erde besser nutzen. So bot die Steinzeit-Erde lediglich für 10.000 Jäger und Sammler genügend Platz. Doch mit der Neolithischen Revolution wurde diese Restriktion neu verhandelt. Und heute ist Platz für 10 Mrd. Menschen, welche allerdings agrarwirtschaftlich zusammenleben müssen.

Die Ackerflächen verdrängen jedoch Wälder, wodurch die heimischen Lebewesen aussterben. Zur Bewirtschaftung dieser Ackerflächen werden Flüsse umgeleitet, Staubecken errichtet – was die Lebenswelt in Feuchtgebieten zerstört.

Menschengemachter Klimawandel und Artensterben

Sobald nur eine Tier- oder Pflanzenart ausstirbt, stirbt auch deren ökologische Nische. Die ökologische Nische kann man als Beruf einer Lebensform beschreiben. So sind bspw. Igel als Insektenfresser tätig und Störche als Froschfresser. Jedes Lebewesen erfüllt im Ökosystem eine Aufgabe, wodurch das ganze System stabil bleibt. Demnach hat das Artensterben einer Art unmittelbare Auswirkungen auf das ganze System.

Das Gleichgewicht, welches seit Milliarden Jahren existiert wird gestört. Der Mensch versucht dieses Gleichgewicht wieder herzustellen, indem er bestimmte Tierarten zu bestimmten Jahreszeiten jagen lässt oder Bäume pflanzt. Doch diese Maßnahmen sind ebenfalls nur Eingriffe in die Natur und demnach niemals nachhaltig genug.

Was passiert, wenn Klimawandel und Artensterben voranschreiten – kann man in der Urzeit ablesen. Seit dem Zeitpunkt als die Erde entstand, fanden immer wieder natürliche Experimente statt. Diese Experimenten waren mal 2 Grad mehr oder weniger, mal mehr Sauerstoff und mal weniger.

Die Erdgeschichte ist demnach ein riesiges Experiment bzw. Spiel, in welchem sich die Spielregeln immer wieder änderten. Solche 2 Grad hatten in der Urzeit extreme Einflüsse auf die Tier- und Pflanzenwelt, veränderten das Wetter und letztlich auch die Erdkruste. Wenn also Klimaforscher wissen wollen, was in der Zukunft passieren kann – lohnt sich der Blick zurück in die Urzeit.