27. Juni 2003

Riesenwuchs durch Sauerstoffanreicherung



Meganeura −
eine Riesenlibelle aus dem Karbon
Schon vor 15 Jahren fand Robert Berner von der Yale-Universität in New Haven heraus, dass der Sauerstoffgehalt der Luft vor 300 Millionen Jahren wahrscheinlich eineinhalb mal höher lag als heutzutage. Damals wurde diese Erkenntnis von vielen Wissenschaftlern jedoch nicht ernst genommen.

Inzwischen gilt es allerdings fast als gesichert, dass im Karbon die Luft einen Sauerstoffgehalt von 35 statt von den heutigen 21 Prozent gehabt hat. Zeitgleich mit dem Anstieg des Sauerstoffanteils der Luft begannen auch die Tiere zu wachsen und den sogenannten "Gigantismus" zu entwickeln: Libellen mit 70 Zentimetern Spannweite, meterlange Tausendfüssler und Spinnen mit armlangen Beinen waren zu der Zeit keine Seltenheit.

Als im anschließenden Perm und der darauf folgenden Trias der Sauerstoffgehalt der Luft wieder abnahm, verschwanden auch die großen Tiere. In der Kreidezeit vor 100 Millionen Jahren wurde eine erneute Zunahme des Sauerstoffanteils der Luft festgestellt − und wieder begannen die Tiere an Größe zuzunehmen.

Es scheint also ein Zusammenhang zwischen dem Sauerstoffgehalt der Luft und dem Größenwachstum der Tiere zu bestehen, doch inwieweit sich die Verändrung des Sauerstoffanteils der Luft auf die Größe der Tiere auswirkt, konnte lange Zeit nicht genau erklärt werden.

Um diesem Geheimnis auf die Spur zu kommen, beobachtete Robert Dudley von der Universität Texas in Austin die Veränderung von Fruchtfliegen, die er im Labor einer künstlichen Atmosphäre aussetzte, in der er nach und nach den Sauerstoffgehalt erhöhte. Schon die fünfte Generation hatte bis zu 15 Prozent mehr Gewicht als die erste. Allerdings setzte dieser Effekt nur dann ein, wenn der Sauerstoffgehalt nur langsam erhöht wurde. Wurden die Fliegen sofort dem hohen Konzentrat an Sauerstoff ausgesetzt, hemmte die Atmosphäre eher das Wachstum, als dass sie es förderte.

Die Biologen Jon Harrison von der Staatsuniversität Arizona und John Lighton von der Universität Nevada erkennen noch eine weitere Folge der Sauerstoffzunahme: Sowohl im Karbon als auch in der später folgenden Kreidezeit scheinen sich Tiere in die Luft erhoben und das Fliegen angefangen zu haben − im Karbon waren es die Insekten, in der Kreidezeit die Vögel und Fledermäuse. Harrison und Lighton erklären diesen Umstand damit, dass in einer sauerstoffreicheren Luft Tiere mehr leisten können.

Da die Luftdichte durch die Zunahme des Sauerstoffgehalts ebenfalls zunahm, war das Fliegen mit nur wenig Energieaufwand möglich. Somit herrschten im Karbon und in der Kreidezeit die idealen Bedingungen, die es den Tieren erlaubten, das Fliegen zu erfinden.


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    Gigantismus, Fliegen und Antiaging: Sauerstoffreiche Luft löste vor 300 Millionen Jahren einen Innovationsschub aus



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