Natur und Technik Lebensraum Wasser
Die Erde ist ein Wasserplanet. Nicht nur, weil das nasse Element 70 Prozent seiner Oberfläche bedeckt. Auch deshalb, weil der "Schöpfungsurstoff" zum Aufbau der Atmosphäre und zur Entstehung des Lebens beitrug. Eine Tauchfahrt in die wässrige Welt.
Die Entstehung des Lebens auf der Erde
Die Erde entstand vor ca. 4,5 Milliarden Jahren. Zu Beginn war sie ein brodelnder, heißer und lebensfeindlicher Planet. Erst nach und nach kühlte die Erde ab. Die äußeren Schichten wurden zur festen Erdkruste. Die Gashülle um die Erde hatte eine völlig andere Zusammensetzung als die heutige Luft. Sie enthielt giftige Gase und noch keinen Sauerstoff, dafür aber jede Menge Wasserdampf. Der Wasserdampf kondensierte zu riesigen Wolken, die sich dann in gigantischen Gewittern und Wolkenbrüchen entluden. Diese Vorgeschichte kann man zum Beispiel im Museum Mensch und Natur in München wunderbar nachvollziehen.
Die Sauerstoffproduktion läuft an
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Man schätzt, dass sich etwa eine Milliarde Jahre nach der Erdentstehung, also vor etwa 3,5 Milliarden Jahren erste Lebewesen in den Urozeanen entwickelt haben. Die ersten Lebewesen waren sehr einfach. Sie bestanden nur aus einer Zelle (Einzeller). Aus ihnen haben sich im Laufe von Jahrmillionen vielzellige Pflanzen und Tiere entwickelt. Algen waren die ersten Pflanzen. Sie konnten Fotosynthese betreiben. Eine Pflanze benutzt die Sonnenenergie, um aus Wasser und Kohlenstoffdioxid Traubenzucker herzustellen und so Energie für ihre Lebensvorgänge zu gewinnen.
Bildung der sauerstoffhaltigen Atmosphäre
Zwei entscheidende Veränderungen, die Leben auch außerhalb vom Wasser ermöglichten, hängen mit der Fotosynthese zusammen:
- Vor ca. 2,7 Milliarden Jahren entstanden die ersten Algen, die Fotosynthese betreiben können. Der von ihnen gebildete Sauerstoff reicherte sich nach und nach in der Atmosphäre an. Atmen wurde so auch außerhalb des Wassers möglich.
- Die Fotosynthese war auch die Voraussetzung zur Bildung einer Ozonschicht in großer Höhe. Dies wurde möglich, als vor etwa 1 Milliarde Jahren durch die Fotosynthese der Pflanze der Sauerstoffgehalt der Atmosphäre anstieg. Die Ozonschicht schützt die Lebewesen auf der Erde vor den gefährlichen ultravioletten Strahlen des Sonnenlichts, den UV-Strahlen. Vorher war Leben nur im Wasser möglich, weil das Wasser die schädlichen UV-Strahlen nicht durchlässt.
Licht im Wasser
Das Licht ist für den Lebensraum Wasser ein bedeutender Umweltfaktor. Da das Licht mit zunehmender Wassertiefe abnimmt, ist ab einer bestimmten Tiefe keine Fotosynthese mehr möglich. Tiere brauchen im Wasser entweder sehr lichtstarke Augen oder andere Sinnesorgane, mit denen sie sich orientieren können. Das "Echolot" der Delphine ist ein Beispiel hierfür.
Atmung im Wasser
Grundlage für die Atmung ist das Vorhandensein von Sauerstoff. Sauerstoff gelangt aus der Luft oder durch die Fotosynthese ins Wasser, wo ihn Fische mithilfe der Kiemen einatmen. Meeressäuger können unter Wasser keinen Sauerstoff aufnehmen. Sie können aber Sauerstoff in ihrem Blut und ihren Muskeln speichern und verbrauchen ihn während eines Tauchgangs nur sehr sparsam. Amphibien leben als Larven im Wasser und später vorwiegend an Land. So atmen beispielsweise Kaulquappen mit Kiemen, erwachsene Frösche über Haut und Lungen.