SouthamptonEin verheerender Asteroiden-Einschlag tötete vor 66 Millionen Jahren die Dinosaurier und viele weitere Lebewesen auf der Erde, doch ein paar Algen mit besonderen Fähigkeiten überlebten. Sie hatten Geißeln als Antrieb und verspeisten unter anderem Bakterien, wie britische Forscher im Journal „Science Advances“ berichten. Diese Algen seien entscheidend gewesen für den Aufbau des Meeresökosystems, wie wir es heute kennen.

Nach dem Asteroideneinschlag schossen gewaltige Mengen an Trümmern, Ruß und Aerosolen durch die Luft. Auf der Erde und im Meer wurde es dunkel, das Klima kühlte ab und die Ozeane versauerten. So beschreibt das Team um Samantha Gibbs von der britischen University of Southampton die Ausgangslage. Nicht nur an Land, auch im Meer folgte ein Massensterben. So verschwanden etwa die Ammoniten, tintenfischähnliche Kopffüßer mit kunstvollen, spiralartigen Gehäusen, die das Massensterben von vor 250 Millionen Jahre noch überlebt hatten. Auch die Plesiosaurier, riesige Reptilien im Meer, wurden vernichtet.

„Dies Ereignis hat nahezu alles mehrzellige Leben auf diesem Planeten ausgelöscht, zumindest im Ozean“, sagt Ko-Autor Andrew Ridgwell von der University of California. Selbst bis dahin dominierende Algenarten starben nach dem Asteroiden-Einschlag aus. Sie benötigen Licht für ihre lebenswichtige Fotosynthese, bei der sie Kohlendioxid und Wasser in Zucker und Sauerstoff umwandeln.

Fossile Coccolithophoriden in einer Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme: Die Pfeile deuten auf Löcher, mit denen die Algen, die kleine Geißeln besitzen, schwimmen  und Beute fangen.
Foto:  Paul Brown/University College London

„Wenn man Algen entfernt, die die Basis der Nahrungskette bilden, dann sollte eigentlich alles andere aussterben“, sagt Ridgwell. „Wir wollten wissen, wie die Ozeane diesem Schicksal entgangen sind und wie unser heutiges Meeresökosystem nach solch einer Katastrophe wieder erstanden ist.“

Das Team untersuchte einige sehr gut erhaltene Fossilien von Algen mit Kalkskelett. Darunter waren vor allem die damals weit verbreiteten kugeligen Coccolithophoriden. Sie sind nur wenige Mikrometer groß. In Sedimentschichten, die vor dem Einschlag entstanden waren, fanden sich vor allem solche Arten, die nur Photosynthese betrieben.

Algen, die nach dem Einschlag dominierten, konnten zusätzlich auch Nahrung aus dem Ozean aufnehmen. Die Kalkschalen dieser Algen hatten spezifische Löcher. Die Löcher seien typisch für Algen, die kleine Geißeln besitzen, die zum Schwimmen dienen – und damit zum Beutefang, erläutert Ridgwell. Eine solche Alge könne jagen und Nahrung aufnehmen. Einige der Algen hatten schon vor dem Einschlag existiert, waren aber wenig verbreitet, andere begeißelte Algen entwickelten sich später.

Fressen und Fotosynthese

Lebewesen, die fressen und zugleich Fotosynthese betreiben, nennen Forscher mixotroph, so wie etwa die Venus-Fliegenfalle Sonnenlicht nutzt und Insekten verspeist. Die mixotrophen Algen dominierten nach Forscherangaben nach dem Asteroideneinschlag in den Weltmeeren.

„Die (Algen)-Arten die während des Massensterbens verloren gingen, zeigten keinen Hinweis auf einen mixotrophen Lebensstil und waren wahrscheinlich total abhängig von Sonnenlicht und Photosynthese“, erläutert Samantha Gibbs von der University of Southampton.

Die Forscher erstellten mit Hilfe von Computermodellen folgende Evolutionsskala: Die mixotrophen Algen vermehrten sich in den ersten paar Hunderttausend Jahren nach dem Einschlag, weil es genügend Nahrung gab, und weil die Zahl ihrer Fressfeinde stark abgenommen hatte. Sie lebten zunächst in Küstengebieten und ernährten sich von Bakterien und von Material, das die Flüsse ins Meer spülten. Später breiteten sich die Algen in den freien Ozeanen aus und halfen dabei, die Nahrungskette dort wieder aufzubauen.

Algen blieben flexibel

Der Zusammenbruch am Anfang der Nahrungskette direkt nach dem Asteroiden-Einschlag war Gibbs zufolge in allen Ökosystemen zu spüren. Dieses Massensterben unterscheide sich von allen anderen in seiner Schnelligkeit und auch in den von der Dunkelheit ausgelösten Mechanismen des Sterbens. Die Dunkelheit und der damit verbundene Rückgang der dominierenden Algenarten habe die Basis der Nahrungskette zerstört.

Die Forscher sind sicher: Wären einige Meeresalgen in ihrer Ernährungsweise nicht so flexibel auf ihre bereits angelegte Jagdstrategie umgewechselt, dann hätte der Asteroideneinschlag die Evolution im Meer auf ein Stadium zurückgeworfen, in dem es nur Bakterien und ähnliche winzigen Lebewesen gab. Der Einschlag habe wie ein Filter in der Evolution gewirkt, weil damit alle rein auf die Fotosynthese angewiesenen Algen vernichtet worden seien. Nahezu alle heutigen Algengruppen im Meeresplankton hätten mehr oder weniger die Fähigkeit, auf Nahrungsaufnahme umzuschwenken, schreiben die Forscher.