In dünner Luft oder wie das Leben wurde, was es ist Teil 2: Sauerstoff formt die Welt von Dagmar Röhrlich

Transkript

1 DEUTSCHLANDFUNK Forschung Aktuell Wissenschaft im Brennpunkt ErzählerIn: SprecherIn: Übersetzer: Produktion: Axel Scheibchen ( ) Redaktion: Christiane Knoll Manuskript: 21. März 2007 In dünner Luft oder wie das Leben wurde, was es ist Teil 2: Sauerstoff formt die Welt von Dagmar Röhrlich 1

2 Aus DIRA: Wissenschaft im Brennpunkt Atmo Afrika und Musik Erzählerin: Afrika, in den Hügeln oberhalb des Malawisees. Jenseits des Tals lodert ein Lagerfeuer, der Wind trägt Gesang und den Klang von Trommeln herüber. Seit zweieinhalb Millionen Jahren leben hier Menschen. Damals durchstreifte Homo rudolfensis lichte Wälder an den Ufern längst vergessener Flüsse. Er war es wohl, der gelernt hat, aus Steinen Werkzeuge zu machen. Ob er auch nachts das Kreuz des Südens bemerkt hat? Gerade erhebt es sich hoch über dem dunklen Schattenriss eines uralten Mangobaums. Es ist bald Mitternacht. Der Mensch entstand in Afrika. Aber zwischen der Entstehung des Lebens und seinem Auftritt lagen vier Milliarden Jahre. Eine Ewigkeit in der der Zufall die Weichen stellte. Sprecher: Bereits der erste Organismus hat damit begonnen, die Erde nach seinen Bedürfnissen umzugestalten. Zunächst richtete das Leben kaum etwas aus aber mit jedem neuen Trick der Evolution formte es den Planeten ein wenig mehr. Der größte Coup war zweifellos die Erfindung der Photosynthese, als die Cyanobakterien entdeckten, wie es sich von Wasser, Luft und Licht leben lässt. Den Abfall Sauerstoff verklappten sie einfach in die Umwelt. Damit legten die Cyanobakterien vor mehr als zweieinhalb Milliarden Jahren die Basis für unsere Welt. Inzwischen haben Millionen verschiedener Organismen selbst den letzten Winkel erobert. Diese Vielfalt hängt von einem Lebenselixier ab: vom Sauerstoff. Neue Untersuchungen verraten, dass der Sauerstoffgehalt in der Luft alles andere als stabil war. Er schwankte stark, und erst dieses Auf und Ab soll die Evolution der Tiere vorangetrieben haben. Titel: In dünner Luft - oder wie das Leben wurde, was es ist Von Dagmar Röhrlich Teil 2 Sauerstoff formt die Welt Atmo Straßenverkehr Sprecher: Für Fans der Neogotik ist die Yale University in New Haven ein architektonisches Paradies. Selbst die Sporthalle wirkt wie eine Kathedrale. Lediglich die Plakate mit der Ankündigung eines Basketball-Spiels verraten, was sich hinter der Prunkfassade verbirgt. Im Uni-Viertel fühlen sich romantische Naturen an 2

3 viktorianische Zeiten erinnert. Aber dann steht man vor dem Kline Geology Laboratory: eine moderne Festung der Wissenschaft, mit dunkler Klinkerfassade und Fenstern wie Schießscharten. Hinter einem dieser Fenster arbeitet der Geologe Bob Berner in einem nüchternen Büro, schmal, die Wände senfgelb gestrichen, mit Bücherregalen bis unter die hohe Decke. O-Ton 1, Bob Berner I have been an oceanographer, then a terrestrial geochemist, now I am an Earth system scientist, interested in everything, air, live, water, rock, soil, plants you name it. Sprecher: Neben den Computern hängt ein verblichenes Schwarz-Weiß-Foto von Duke Kahanamoku: hawaiianischer Schwimm-Olympiasieger und Erfinder des modernen Surfens. Früher war Bob Berner selbst begeisterter Surfer. Diese Leidenschaft ließ sich wunderbar mit seinem ersten Forschungsgebiet verbinden, der Ozeanographie. Inzwischen widmet er sich dem System Erde, und seine Aufmerksamkeit gilt besonders dem Sauerstoff. Nachdem sich kosmischer Staub vor mehr als viereinhalb Milliarden Jahren zum Planeten Erde zusammengeballt hatte, war die Luft dick von Kohlendioxid und später, als das Leben entstanden war, auch von Methan. Aber es gab keinen freien Sauerstoff, der kam erst in die Welt, als ein Cyanobakterium vielleicht zwei Milliarden Jahre später die Photosynthese erfand. Dann krempelte der Sauerstoff jedoch die Erde um: Er ließ die Steine rosten, und das Leben musste sich auf ihn einstellen. Denn Sauerstoff ist ein gefährliches Zellgift. Wer sich nicht daran gewöhnen konnte, fand sich in sauerstofflose Refugien verdrängt. Den anderen gehörte die Welt. O-Ton 2, Berner I become interested in oxygen, Ich begann mich für den Sauerstoff zu interessieren, weil mich die chemischen Prozesse, die über geologische Zeiten hinweg den Sauerstoffgehalt in der Luft kontrollieren, faszinieren. O-Ton 3, Berner, New Haven, 1,19 We have the production of oxygen 3

4 Bäume, Algen oder photosynthetische Bakterien füllen Tag für Tag die Atmosphäre mit dem Sauerstoff, den sie herstellen. Es gibt aber auch die gegenläufige Reaktion: Sauerstoff wird verbraucht, wenn er die Biomasse wieder zersetzt, und dabei entstehen Kohlendioxid und Wasser. Sprecher: Ein Teil der Biomasse landet jedoch in der Erde, verwandelt sich in Torf, Kohle, Erdöl oder Erdgas und ist aus dem Spiel heraus. Jedes im Stein begrabene Atom Kohlenstoff lässt ein Atom Sauerstoff in der Luft zurück, und so reichert sich unser Lebenselixier an. Das Ganze ist keine Einbahnstrasse, denn Steine verwittern, auch der Kohlenstoff darin. Er wird wieder zu Kohlendioxid. Mit der Zeit entsteht so ein labiles Gleichgewicht: Neue Pflanzen, die effizienter Photosynthese betreiben, verschieben es in die eine Richtung, auseinanderbrechende Kontinente oder aufsteigende Gebirge in die andere. Und dann gibt es noch globale Katastrophen, die die Welt immer wieder ins Chaos stürzen und die Karten neu mischen. O-Ton 4, Berner Could you pass me this book, no, open, leave it open at that page Sprecher: Bob Berner greift zu einer Fachzeitschrift. Auf Seite 41 ist eine seiner Graphiken abgedruckt. Sie zeigt, wie der Sauerstoffgehalt im Lauf der vergangenen Jahrmillionen schwankte. Die Kurve zappelt auf und ab, zeigt große Ausschläge nach oben und unten. Noch vor zehn, 15 Jahren hätte niemand so etwas für möglich gehalten. Nachdem die Cyanobakterien und Pflanzen die Luft erst einmal langsam mit Sauerstoff gefüllt hatten, sollte sein Anteil in der Atmosphäre mehr oder weniger gleich geblieben sein: bei 21 Prozent wie heute, plus minus ein, zwei Prozentpunkte. Große Unterschiede, die einen Einfluss auf die Evolution hätten haben können, schienen unmöglich. Aber dann veröffentlichten Forscher Daten von modernen geochemischen Messungen an Gesteinen und plötzlich war klar, dass der Sauerstoffgehalt ebenso auf 30 Prozent hochschnellen wie auf zwölf Prozent abfallen konnte. Bei solchen Unterschieden mußten die Organismen reagieren. Atmo/Musik Erzählerin: Die Erde vor mehr als 500 Millionen Jahren. Das Land ist kahl, nur ein paar Algen und Bakterienmatten überziehen feuchte Senken mit einem grünen Schimmer. Alles Leben spielt sich in den flachen, lichtdurchfluteten Küstenzonen der Meere ab. Dort kriecht Opabinia über den Sand und stochert mit ihrem Rüssel nach 4

5 Würmern. Erwischt sie einen, packt sie mit ihren Greifstacheln zu und schiebt das sich windende Etwas zum Mund. Opabinia ist wachsam. Mit fünf Augen, die wie kleine Pilze auf dem Kopf wachsen, behält sie alles im Blick. Feinde hat sie viele, und gerade nähert sich einer von ihnen: ein Anomalocaris. Opabinia zwängt ihren asselförmigen Körper so tief es geht unter einen Stein. Als der Schatten des schwer gepanzerten Riesen über sie hinweg gleitet, lugt nur die Stachelspitze ihres Rüssels hervor und eine Kiemenreihe, die ihren Körper wie ein Saum umgibt. Mit dem vordersten Auge beobachtet Opabinia, wie sich ihr Feind entfernt. Davongekommen. Atmo/Musik Ende O-Ton 5, Berner, When people read about oxygen they always read about the rise Wenn Leute über Sauerstoff in der Geologie lesen, geht es um den ersten Anstieg des Sauerstoffs vor 2,5 Milliarden Jahren. Aber damals lebten nur Mikroben. Uns interessiert, wie sich der Sauerstoffgehalt in der Luft verändert hat, seitdem es Tiere auf der Erde gibt. Wir glauben, dass der Einfluss des Sauerstoffs entscheidend für die Evolution war. Aber noch sind wir die armen Stiefschwestern der Kollegen, die mit dem frühen Sauerstoff arbeiten. Sprecher: Alle großen Tierstämme, die heute noch die Erde bevölkern, tauchten vor 542 Millionen Jahren auf scheinbar wie aus dem Nichts. Deshalb erhielt das Ereignis den Namen Kambrische Explosion. Seitdem soll vor allem der Sauerstoff die Weichen in der Evolution gestellt haben die einen leitete er aufs Abstellgleis, die anderen schickte er auf die Siegerstrasse. O-Ton 6, Bob Berner, At the /Cambrian boundary An der Grenze zum Kambrium entstanden plötzlich Tiere mit harten Schalen, Schalen aus Kalk. Vorher gab es so etwas nicht. Diese Erfindung der Hartteile ist der Grund, warum uns das erste Auftreten der Tiere explosiv erscheint, und wir meinen, dass sie etwas damit zu tun hat, dass der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre angestiegen war. O-Ton 7, Bob Berner, bis The standard explanation for the shelly organisms 5

6 Die Standard-Erklärung für die Entstehung der Tiere bestand darin, dass sie die Hartteile ausbildeten, um sich vor Fressfeinden zu schützen. Inzwischen denken viele Kollegen, dass hier der Sauerstoff die Hauptrolle spielte. Sprecher: Ohne Hartteile schafft man es kaum zum Fossil, und um die aufzubauen, braucht ein Tier immens viel Energie. O-Ton 8, Bob Berner Today the oxygen in the atmosphere is 21 per cent. Heute liegt der Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre bei 21 Prozent. Das hört sich nach nicht viel an, aber es hat sehr, sehr lange gedauert, ehe sich so viel in der Luft angesammelt hatte. Sprecher: Vor vielleicht zweieinhalb Milliarden Jahren begannen die Cyanobakterien, die Luft mit Sauerstoff anzureichern. Sie bauten mit Hilfe des Sonnenlichts aus Wasser und Kohlendioxid neue Biomasse auf, und dabei entstand Sauerstoff als Abfallprodukt. Aber für Äonen blieb er ein Spurengas. So lange lebte auf der Erde nichts anderes als Schleim. Bis genügend Sauerstoff in der Luft war, mussten alle Organismen klein und träge bleiben. Tiere, die sich aktiv bewegen und viele spezialisierte Zellen versorgen wollten, brauchten mindestens zwölf, 13 Prozent Sauerstoff. Die gab es wohl erst vor 542 Millionen Jahren und plötzlich krabbelten riesige Tiere über den Meeresboden, mit einem Gehirn, Augen, Kiefern, Beinen und schützenden Schalen. Sie lagen nicht tatenlos auf dem Schlamm, sondern sie jagten ihre Beute. Es war eine Revolution. Musik/Atmo: Erzählerin: Der Urkontinent Pangäa vor 290 Millionen Jahren. In dichten Wäldern wuchern riesige Bäume und mannshohe Farne und Bärlappen. Ein Sirren und Schnurren kommt näher, wird immer lauter, stoppt dann abrupt. Eine Libelle hat sich auf der Lichtung niedergelassen: Sie ist riesig, ihre Spannweite ist so groß wie die eines Turmfalken. Ihre Flügel schimmern metallisch im Sonnenlicht. Es dauert eine Weil, dann pumpt ihr Köper allmählich langsamer. Es raschelt. Ein Dimetrodon schiebt sich zwischen den Schachtelhalmen durch. Ein echsenartiges Raubtier, mit einem bizarren Segel auf dem Rücken, das von den verlängerten Dornfortsätzen seiner Wirbel aufgespannt wird. Er ist auf der Suche nach etwas Fressbarem, hofft, 6

7 am Bach auf fette Beute zu stoßen. An der Libelle ist er nicht interessiert. Dafür nimmt Megarachne sie ins Visier. Die Riesenspinne putzt ihre Mundwerkzeuge. Musik Ende Sprecher: Die Welt des Karbons vor mehr als 290 Millionen Jahren erscheint uns gruselig. Es war die Epoche der Rieseninsekten. In den vorausgegangenen mehr als 100 Millionen Jahren hatte das Leben mühsam die Kontinente erobert. Die Pflanzen waren die ersten, die den Sprung aufs Trockene schafften. Sie überzogen in Sümpfen und entlang der Flüsse und Küsten als dichter, grüner Pelz das Land, waren zunächst nicht mehr als ein Gewirr aus einfachen Stämmchen und Ausläufern mit keulenförmigen Verdickungen, die ein paar Zentimeter nach oben ragten. Obwohl sie noch niedrig waren, kurbelten sie die Photosynthese an. Es ist das erste Mal, dass überhaupt jemand an Land tatkräftig mitarbeitete. Auf 25 Prozent soll der Sauerstoffgehalt geklettert sein vier Prozent mehr als heute, erklärt Bob Berner. O-Ton 9, Bob Berner, New Haven The idea is that oxygen encourages Unsere These ist nun, dass erst dieser hohe Sauerstoffgehalt es den Tieren erlaubt hat, das Festland zu erobern. Es waren vor allem Gliedertiere, also Insekten oder Skorpione. Es war ein gewaltiger Schritt, denn an Land taugen Kiemen nicht zur Atmung, und bei der Landnahme war das schwierigste, neue Atmungsorgane zu entwickeln. Damals wurden die Tracheen erfunden. Sie waren die ersten landtauglichen Atmungsorgane, und sie sind bis heute wenig effizient. Es sind Röhrensysteme, mit denen die Gliedertiere den Sauerstoff in ihre Körper bringen. Der Sauerstoff diffundiert passiv ins Blut. Sie atmen nicht aktiv wie wir. Und deshalb brauchten sie einen hohen Sauerstoffgehalt. Er half ihnen bei der Landnahme. Sprecher: Bald krabbelten überall kleine Gliedertiere durch den Landpflanzenpelz. Die Invasion der Kontinente lief auf Hochtouren. Alles schien vorprogrammiert aber dann brach die Entwicklung plötzlich ab. Wer den Sprung aufs Trockene geschafft hatte, blieb, aber der Strom der Neuankömmlinge versiegte fast völlig. O-Ton 10, Bob Berner, New Haven, drehen The invasion of land started at about 410 million 7

8 Die Invasion der Kontinente begann vor etwa 410 Millionen Jahren vor heute und wurde dann unterbrochen. Etwa 60 Millionen Jahre dauerte die Pause. O-Ton 11, Bob Berner, New Haven, drehen And the hypothesis that we have is that the gap between these two Unserer Hypothese zufolge ist ein niedriger Sauerstoffgehalt die Ursache für diese Lücke zwischen beiden Invasionswellen. Wir wissen, dass während dieser Lücke ein Massenaussterben vor allem die Meeresbewohner vernichtete. Danach stieg das Sauerstoffniveau wieder an, womit der zweite Teil der Invasion begann. Sprecher: Der Auslöser dafür war eine Erfindung der Evolution: die Bäume. Und damit ist Bob Berner bei seinem Lieblingsthema: O-Ton 12, Berner, bis The second rise, a yes, that is my specialty, I can say you a lot about that. O-Ton 13, Berner, New Haven Trees brought about a very large effect on the atmosphere Die Bäume hatten einen sehr großen Effekt auf die Atmosphäre, sogar auf die Erde allgemein. Für mein Gefühl sind sie ebenso wichtig für die Entwicklung des Lebens wie der erste Anstieg des Sauerstoffs im Präkambrium, nachdem die Cyanobakterien die Photosynthese erfunden hatten. Ich weiß, das klingt ketzerisch, aber lassen Sie mich erklären, warum. Sprecher: Und Berner erzählt, wie die Bäume den Sauerstoffhahn aufdrehten und tief in das System Erde eingriffen: O-Ton 14, Berner, New Haven They do a little bit of etching on the rocks underneath their Was bis dahin an Bärlappen, Farnen, Moosen, Flechten und Algen das Festland besiedelt hatte, lebte genügsam auf den Steinen. Die Bäume brauchten jedoch für den Holzaufbau sehr viel mehr Nährstoffe und Wasser als alles andere zuvor. Diesen Bedarf deckten sie, indem sie tiefe Wurzeln mit feinen Wurzelfasern entwickelten und in die Erde trieben. An ihren Wurzeln hielten sie sich eine säureabsondernde Mikroflora, die im großen Stil 8

9 Nährstoffe aus den Mineralen holte. So kurbelten Bäume die Verwitterung in einem nie gekannten Maß an, und sie wuchsen und wuchsen. Sprecher: Wälder breiteten sich aus und veränderten den Planeten radikal. An Land wurde jetzt in gigantischem Maßstab Photosynthese betrieben. Und die Bäume veränderten das Klima: Sie brauchten viel Kohlenstoff zum Holzaufbau, ließen gleichzeitig durch ihre Wurzeln tiefe Böden entstehen, die ebenfalls viel organisches Material, sprich Kohlenstoff, speicherten. O-Ton 15, Berner, New Haven (Ende O-Ton sehr schön) the trees got bigger and bigger, Die Bäume wuchsen groß und größer, fielen irgendwann um und starben. Aber sie hatten einen neuen Stoff ins Spiel gebracht: das Holz, genauer, das Lignin, die Grundsubstanz des Holzes. Es ist biologisch schwer abbaubar. Selbst heute schaffen das nur Spezialisten, die es damals aber noch nicht gab. Es dauerte viele Millionen Jahre, ehe jemand den Trick erlernte. Also verrottete das Holz der toten Bäume nicht. Das bei der Photosynthese in der Biomasse gebundene Kohlendioxid wurde mit ihnen im Boden begraben und der Kohlenstoff verwandelte sich mit der Zeit in Kohle. Wir sind im Karbon, als die großen Kohleflöze entstanden. Die Folge: Der Kohlenstoff endete in den Flözen, der Treibhauseffekt sank, die Gletscher wuchsen. Die Erfindung der Bäume löste eine der größten Eiszeiten aller Zeiten aus. Der Sauerstoff aus der Photosynthese aber blieb in der Luft, und er stieg an und stieg an. Sprecher: Vor rund 290 Millionen Jahren erreichte er das Allzeithoch von 30 Prozent oder sogar 32 Prozent. Es war die Epoche der Giganten: Damals gab es einen zweieinhalb Meter großen Tausendfüßer namens Arthropleura, Riesenspinnen und gigantische Lurche. In unseren Augen wirken sie wie die Hauptdarsteller aus einem Horrorfilm. O-Ton 16, Berner, New Haven We find giant dragon-flies in this / period with high oxygen with Es gab beispielsweise riesige Libellen mit einer Spannweite von bis zu 70, 80 Zentimetern. Heute messen die größten Libellen wenige Zentimeter. Mir haben Physiologen erzählt, dass die Libellen von damals heute gar nicht fliegen könnten, weil sie nicht genug Sauerstoff bekämen. 9

10 Sprecher: Bei 30 Prozent Sauerstoff ist es gleichgültig, dass die Tracheen-Atmung ineffizient ist: Die Gliedertiere wuchsen über sich selbst hinaus. So weit Berners Theorie. Aber wachsen Insekten wirklich nur deshalb, weil mehr Sauerstoff da ist? Die Idee ist neu, und in den USA und Großbritannien laufen Experimente, um sie abzuklopfen. Dabei schicken Paläontologen Fruchtfliegen und Käfer auf Zeitreise. Das Getier wächst in Containern heran, bei verschieden hohen Sauerstoffgehalten: O-Ton 17, Berner, New Haven There had been experiments / using fruit-flies which have a very Bei Experimenten mit Fruchtfliegen ließ sich aufgrund ihrer schnellen Generationenfolge beobachten, was geschieht. Das Ergebnis: Ist mehr Sauerstoff in der Luft als heute, werden die Fruchtfliegen dauerhaft größer. Sprecher: Das Merkmal vererbte sich sogar. Aber nicht alle Insekten wuchsen, Grashüpfer etwa blieben klein, egal, ob sie fünf Prozent Sauerstoff atmeten oder 40 Prozent. Die Fachwelt reagierte auf die Versuche abwartend aber interessiert. Auf jeden Fall zeigen Fossilien, daß vor 290 Millionen Jahren nicht nur die Insekten gigantisch wurden, sondern auch die Wirbeltiere. Dimetrodon mit seinem Rückensegel etwa war so groß wie ein Jaguar seinerzeit ein Rekord. O-Ton 18, Berner, New Haven We have done experiments. Einer meiner Studenten hat Alligator-Eier bei unterschiedlich hohem Sauerstoffgehalt ausgebrütet und beobachtet, wie sich die Embryonen entwickeln. Der Sauerstoff diffundiert aus der Atmosphäre durch die Eierschale hindurch und geht in die Blutgefäße des Embryos über. Uns interessierte jetzt, ob ein höherer oder niedrigerer Sauerstoffgehalt in der Luft auf die Embryonen von so komplexen Tieren wie Reptilien Einfluss hat. Das Ergebnis der Experimente war eindeutig: Ein höherer Sauerstoffgehalt steigert den Stoffwechsel. Die Alligator-Embryonen wachsen in ihren Eiern schneller heran und schlüpfen eher. Sprecher: Bei 27 Prozent entwickelten sie sich optimal. Erst als der Sauerstoffgehalt über 30 Prozent stieg, zeigten sich die dunklen Seiten des Elements: Das Gewebe der Embryonen begann zu verbrennen. Die Dosis macht das Gift. 10

11 Musik/Atmo: Erzählerin: 250 Millionen Jahre vor unserer Zeit. Die Erde gleicht einem Totenhaus. Es fehlt nicht viel, und der Planet hätte wieder den Bakterien gehört. Die Riffe sind tot. Die Wälder verdorrt. Pilze wachsen auf ihrem verrottenden Holz. Staubstürme fegen über leere Weiten, verdüstern tagelang die Sonne. Die Katastrophe war unvorstellbar gewesen. Weit weg, in Sibirien, war die Erde aufgerissen, Lavafontänen waren aus dem Boden geschossen, Meere von Magma heraus gequollen, weit wie ein Kontinent. Der Vulkanausbruch vergiftete das Wasser und die Luft, der Tod ging um. Die Überlebenden fanden sich wieder in einer fremden Welt.. Musik Ende Sprecher: Vor 250 Millionen Jahren löste der größte Vulkanausbruch, den die Erde je erlebt hat, ein Inferno aus. Der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre schnellte hoch, der Treibhauseffekt explodierte. Die Erde überhitzte, saurer Regen tötete die Pflanzen. Die Welt brach zusammen. O-Ton 19, Berner, New Haven My calculation show that the carbon Meinen Berechnungen zufolge ist kaum noch Biomasse produziert worden. Alles war aus den Fugen, der Sauerstoffgehalt fiel und fiel und fiel, von etwa 30 Prozent auf 15 oder gar nur 13 Prozent. Und die Luft blieb stickig, fünf Millionen Jahre lang. Das hatte Auswirkungen auf die Organismen. Sprecher: Die neue Welt mit ihrem geringen Sauerstoffniveau bremste viele Tiere aus. Sie kamen aus einer Welt mit Sauerstoff im Überfluss. Bislang hatte die Qualität ihrer Lungen beim Überlebenskampf kaum eine Rolle gespielt. Das war jetzt anders, und das traf auch jene Reptilien, aus deren Kreis sich später einmal die Säugetiere entwickeln sollten. Vor der Katastrophe standen sie an der Spitze der Nahrungskette, das Zeitalter der Säugetiere deutete sich schon an. Doch dann machten ihnen ihre altmodischen Lungen einen Strich durch die Rechnung. Wir hatten damals Glück. Der Urahn aller Säugetiere überlebte immerhin. Doch das Rennen machten zunächst einmal andere: Die Epoche der schrecklichen Echsen dämmerte. O-Ton 20, Berner, New Haven bis Because of this low oxygen organisms that could use low oxygen 11

12 Organismen, die wenig Sauerstoff brauchten, profitierten von dieser Welt. Die ersten Saurier tauchen vor etwa 230 Millionen Jahren auf, als der Sauerstoffgehalt am geringsten war. Wären Sie damals am Meeresstrand spazieren gegangen, hätte die Luft ähnlich viel Sauerstoff enthalten wie heute in 3000, 4000 Metern Höhe. Da braucht man sehr gute Lungen, und die frühen Saurier hatten sie. Neue Forschungen zeigen, dass ein Luftsacksystem ihre Atmung stützte. Sie nutzten noch den letzten Rest an Sauerstoff aus. Unsere Vögel sind die Nachfahren der Saurier, und sie haben das ausgefeilte Atmungssystem geerbt. Deshalb fliegen sie selbst über den Himalaya, während wir Menschen dort oben nur für eine sehr begrenzte Zeit überleben. Sprecher: Auch das zweibeinige Laufen soll sich durch den Sauerstoffmangel entwickelt haben. Nicht der Mensch, der Saurier war es, der es erfand. Warum, das führt eine flüchtende Zauneidechse heute vor. Auf der Flucht ermüdet sie schnell. Rennen und atmen gleichzeitig ist schwierig für sie, denn bei jeder ihrer schlängelnden Laufbewegungen presst sie mal die eine, mal die andere Lungenhälfte zusammen. So kommt man schnell aus der Puste. Ein aufrecht laufender Saurier hatte das Problem nicht: Er rannte jeden nieder. O-Ton 21, Bob Berner There is a whole bench of factors Nach dem Tief verschob sich das Gleichgewicht durch ein ganzes Bündel von Faktoren allmählich wieder in Richtung Sauerstoff. Das hatte mit der Evolution der Pflanzen zu tun, wie effizient die neuen Photosynthese betrieben und wie sie über Bodenbildung und Verwitterung den Sauerstoff in der Luft zurückließen, weil sie den Kohlenstoff herausholten. Sprecher: Als es dann wieder mehr Sauerstoff gab, als die Saurier zum bloßen Überleben brauchten, entwickelten sie ihren immensen Formenreichtum. Ein paar eroberten die Lüfte, anderen ging es wie einst den Insekten: Sie wurden groß und größer. Sauriergiganten trotteten über den Planeten. Nichts schien sie aufzuhalten bis vor 65 Millionen Jahren ihr Ende kam sei es nun durch einen zweiten Mega- Vulkanausbruch oder einen Asteroideneinschlag. Der Zufall mischte die Karten einmal mehr neu. Jetzt endlich schlug die Stunde der Säugetiere. Die hatten sich heimlich vorbereitet. Auch sie hatten profitiert, als der Sauerstoffgehalt den Sauriern ihre Blüte bescherte. Im Schatten der Riesenechsen erfanden sie neue Strategien, 12

13 bildeten ebenfalls neue Formen aus. Und warteten, bis der Untergang der alten Herrscher besiegelt war: O-Ton 22 Berner, (Am Ende stark vernuschelt) curve published in science Im Wissenschaftsmagazin Science haben Kollegen eine Sauerstoffkurve für die Zeit vor rund 50 Millionen Jahren vor heute veröffentlicht, das war die Zeit, als die Säugetiere die Welt schon erobert hatten. Vor 50 Millionen Jahren gab es wieder einen scharfen Anstieg im Sauerstoffgehalt auf etwa 28 Prozent. Meine Kollegen schlagen vor, dass dieser Sauerstoffschub das Gehirnwachstum der Säugetiere anregte. Aber das ist eine relativ neue Geschichte, da müssen wir noch dran arbeiten. Sprecher: Bob Berner steht am Fenster, schaut auf den regennassen Parkplatz, in dem sich die Straßenlichter spiegeln. Seit wenigen Wochen ist er emeritiert. Jetzt kann er endlich mit dem Forschen anfangen, sagt er und lacht. Was er vorhat: Weitermachen. Berner will dem Sauerstoff auf der Bühne der Evolution eine Hauptrolle verschaffen. Sauerstoff liefert Energie. Sein Auf und Ab bremste manches Lebewesen aus, trieb die Entwicklung von anderen voran, glaubt er. Und so kam es, dass vor 42 Millionen Jahren irgendwo in Asien Eosimias durch die Bäume kletterte, ein winziges Fellbündel mit ausgeprägtem Gehirn, nicht größer als ein Daumen: Eosimias war der Urahn aller Affen. Musik /Atmo Erzählerin: Das Lagerfeuer auf der anderen Talseite ist erloschen. Es ist still geworden, nur hin und wieder kräht in der Ferne ein Hahn. Aber der Tag ist noch fern. Wenn gerade ein Raumschiff vorbeiflöge, Lichtjahre entfernt, und die Besatzung ihre Sensoren auf die Erde ausrichten würde, wäre sie elektrisiert beim Anblick der Sauerstoff-Linie im Spektrum unseres Planeten. Sie beweist, dass es hier Leben gibt. Weil viel Sauerstoff in der Atmosphäre ist, wüsste jeder an Bord, dass nicht nur Mikroben Photosynthese betreiben, sondern auch Algen, Gräser, Büsche und Bäume. Sie wüssten, dass es Tiere gibt, dass sich vielleicht Intelligenz entwickelt hat denn Sauerstoff ist der Schlüssel zu all dem. 13

14 Absage: In dünner Luft. Oder wie das Leben wurde, was es ist. Sie hörten Teil 2 des Zweiteilers: Sauerstoff formt die Welt. Von Dagmar Röhrlich. Es sprachen: Technik: Produktion: Axel Scheibchen, Redaktion: Christiane Knoll 14