Dreidimensionale Rekonstruktion von ediacarischen Ceramiales (Rhodophyta) aus der Phosphorit‑Doushantuo‑Formation, Südchina

Urzeitliche Algen und die Geschichte frühen komplexen Lebens

Lange bevor Tiere mit Schalen und Skeletten die Meere bevölkerten, beherbergten die Ozeane der Erde bereits überraschend komplexe Meeresalgen. Diese Studie legt eine neue fossile Rotalge offen, Vetusceramium sinense, die in Südchina in bemerkenswert dreidimensionalen Details erhalten ist. Mithilfe leistungsstarker Röntgenbildgebung, mit der die Forscher in diese winzigen, steinverewigten Pflanzen hineinsahen, zeigen sie, dass hochentwickelte Algenarchitekturen – und damit raffinierte multizelluläre Lebensformen – sich vor mehr als einer halben Milliarde Jahren entwickelt hatten, lange vor der berühmten kambrischen Explosion der Tiere.

Ein besonderes Fenster in tiefste Zeit

Die Fossilien stammen aus der Doushantuo‑Formation, Gesteinen, die in flachen Meeren vor etwa 635 bis 551 Millionen Jahren abgelagert wurden. In dieser Region waren die Meeresboden‑Sedimente ungewöhnlich phosphatreich, ein Mineral, das Weichteile schnell überziehen und ausfüllen kann. Diese rasche Mineralisierung verschloss empfindliche Zellen, bevor sie zerfielen, und verwandelte das Weng’an‑Gebiet in der Provinz Guizhou in eines der besten Archive für frühes komplexes Leben. Die neue Alge wurde in den dunkleren, organisch reichen Schichten dieser Formation gefunden, wo sanfte Begräbnis‑ und chemische Bedingungen die Erhaltung ganzer winziger Organismen begünstigten, nicht nur ihrer widerstandsfähigen Außenbereiche.

Eine winzige Alge in 3D sichtbar machen

Das Team verwendete Synchrotron‑Röntgen‑Tomographie, eine Form der ultrahochauflösenden 3D‑Abtastung, um kleine Brocken Phosphoritgestein zu untersuchen, ohne sie aufzubrechen. Die Scans enthüllten einen winzigen, aber elegant gebauten Algenkörper von etwa einem Viertel Millimeter Länge. Er erscheint als verlängerte Zylinderform mit einer schmalen Spitze und einer breiteren Basis, sehr ähnlich dem wachsenden Ende einiger moderner Rotalgen. Durch die Rekonstruktion des Fossils Scheibe für Scheibe konnten die Forschenden mehrere geschachtelte Gewebeschichten und sogar Wände zwischen einzelnen Zellen unterscheiden.

Architektur einer überraschend ausgereiften Alge

Im Inneren jedes winzigen Zylinders fanden die Wissenschaftler ein großes zentrales Rohr, das aus aufeinandergestapelten Zellen besteht, umgeben von einer Hülle schlankerer Filamente und einer äußeren häutigen Schicht. Die zentralen Zellen sind durch dicke Querwände getrennt, die sich zu trompetenförmigen Öffnungen erweitern. An mehreren Stellen zeigen die Bilder kleine Durchgänge, die diese Wände durchqueren – Strukturen, die den „Grubenverbindungen“ sehr ähneln, welche benachbarte Zellen bei lebenden Rotalgen verbinden. Um diese zentrale Achse verzweigen feinere Filamente und weben ein Stütznetz, dessen Anordnung sich von der Basis zur Spitze ändert und sowohl mechanische Stabilität als auch effiziente Lichtaufnahme für die Photosynthese nahelegt.

Verknüpfung ediacarischer Fossilien mit modernen Rotalgen

Die Kombination aus einer einzelnen Hauptachse, einer umliegenden Krone aus Filamenten und wahrscheinlichen Grubenverbindungen spiegelt stark die Struktur lebender Meeresalgen der Ordnung Ceramiales wider, einer der heute vielfältigsten und komplexesten Gruppen der Rotalgen. Das Fossil zeigt jedoch keine erhaltenen Fortpflanzungsorgane, die für eine sichere Einordnung in den modernen Stammbaum entscheidend wären. Deshalb interpretieren die Autoren Vetusceramium als eine „Stammform“ – einen frühen Verwandten, der knapp außerhalb der modernen Ceramiales‑Gruppe steht, aber bereits viele ihrer Kennzeichen aufweist. Das verschiebt ceramiales‑ähnliche Körperbaupläne zurück in das späte Ediacarium, hunderte Millionen Jahre früher, als es allein das spärliche Fossilregister vermuten ließe.

Ausschluss anderer Lebensformen

Könnten diese Röhren zu einer anderen Art von Organismus gehören, wie Schwämmen, Würmern oder Grün‑ und Braunalgen? Die Autoren verglichen Vetusceramium sorgfältig mit einer Reihe von Kandidaten. Anders als bei Schwämmen zeigen die Fossilien keine Poren zum Filtrieren von Nahrung. Sie fehlen auch die verkalkten Skelette mancher frühzeitlicher Algen und die inneren Gewebemuster von Grün‑ oder Braunalgen stimmen nicht überein. Stattdessen deutet das konstante Vorhandensein dicker Zellwände, zentraler Achsenzellen und möglicher Grubenverbindungen – ein ausschließlich bei Rotalgen vorkommendes Merkmal – stark auf die Identität als Rotalge hin.

Warum diese urzeitliche Alge wichtig ist

Diese fossile Alge zeigt, dass ausgeklügelte multizelluläre Bauformen bereits vorhanden waren, lange bevor Tiere zur dominierenden Lebensform wurden. Der Fund bestätigt, dass Rotalgen mit komplexer interner Struktur und spezialisierten Geweben bereits vor mehr als 580 Millionen Jahren in ediacarischen Meeren florierten. Solche Organismen hätten zur Sauerstoffproduktion beigetragen, Lebensräume am Meeresboden geschaffen und die Chemie der Ozeane mitgeprägt. Indem die Doushantuo‑Gesteine diese Algen dreidimensional bis hin zu einzelnen Zellwänden bewahren, geben sie den Wissenschaftlern einen beispiellosen Einblick in den Aufbau früher Meeresalgen und überbrücken die Lücke zwischen einfachen mikrobiellen Matten und dem reichen, makroskopischen Leben, das bald folgen sollte.

Zitation: Du, W., Wang, X., Wang, Y. et al. Three-dimensional reconstruction of ediacaran ceramiales (Rhodophyta) from the phosphorite doushantuo formation, South China. Sci Rep 16, 9935 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42410-5

Schlüsselwörter: Ediacara‑Rotalgen, Doushantuo‑Fossilien, Multizellularität, Synchrotron‑Tomographie, frühe marine Ökosysteme