Erste tierische Buckyballs, die in 80 Millionen Jahre alten Seerosen entdeckt wurden

An einem unerwarteten Ort wurden seltsame, vielseitige geometrische Formen entdeckt, die als Buckyballs bezeichnet werden: Meerestiere, die vor 80 Millionen Jahren lebten. 

Mikroskopische Formen von Buckyballs wurden in Molekülen im kosmischen Staub, in Gasen und in einigen Gesteinsarten gefunden. Die Forscher waren jedoch überrascht, sie in viel größerem Maßstab in Fossilien zweier Arten von Kreide-Crinoiden zu finden, die Verwandte moderner Seesterne und Seeigel sind. Die Platten auf den Körpern der Crinoide erzeugten facettenreiche, hohle Strukturen, die die Wissenschaftler als Buckyballs identifizierten.

Ihre Entdeckung ist der erste Beweis dafür, dass die bizarre Buckyball-Form in so großem Maßstab natürlich vorkommt, berichteten die Wissenschaftler in einer neuen Studie.

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Buckyballs, kurz für "Buckminsterfullerenes", sind große kugelförmige Moleküle, die aus 60 Kohlenstoffatomen bestehen, die in Fünfecken und Sechsecken miteinander verbunden sind und eine Oberfläche wie die eines Fußballs bilden. Diese seltsamen Moleküle, die erstmals 2010 im Weltraum entdeckt wurden, erhielten ihren Namen vom Architekten Buckminster Fuller, der in den 1940er Jahren eine ähnliche Struktur populär machte, die als geodätische Kuppel bezeichnet wurde. 

Im Weltraum existieren Buckyballs in Gas und in Partikeln. Laut NASA wurden sie auf der Erde auch in Gasen nachgewiesen, die von brennenden Kerzen und in bestimmten Mineralien freigesetzt werden. Diese charakteristische Buckyball-Form war jedoch bisher bei lebenden oder ausgestorbenen Tieren nicht bekannt, sagte der Co-Autor der Studie, Aaron Hunter, ein wissenschaftlicher Mitarbeiter an der School of Earth Sciences der University of Western Australia.

"Dies ist das erste Mal, dass wir eine solche Struktur in Fossilien finden", sagte Hunter in einer Erklärung.

Crinoide traten erstmals in der Zeit des Kambriums auf (vor etwa 543 bis 490 Millionen Jahren). Die meisten Crinoid-Arten - auch als Seerosen oder Federsterne bekannt - starben während des Massensterbens in Perm vor etwa 250 Millionen Jahren, aber einige überleben bis heute. Tiere in dieser Gruppe haben einen kelchförmigen Körper, der Kelch genannt wird und mit verzweigten Armen gekrönt ist. Viele der fossilen Formen hatten laut British Geological Survey stammähnliche Strukturen, die sie am Meeresboden verankerten.

Dutzende Fossilien zweier Arten von Krinoiden aus der späten Kreidezeit - Beuteltiere testudinarius und Uintacrinus socialis - Die Wissenschaftler erhielten einen detaillierten Einblick in die sechseckigen und fünfeckigen Platten der Kelche aus Kalziumkarbonat. Die Autoren der Studie erstellten ein Diagramm, in dem die Platten abgebildet wurden, um zu visualisieren, wie die Körper der Tiere in drei Dimensionen ausgesehen hätten.

Insgesamt teilen die beiden Arten einen strukturell ähnlichen Körperplan. Aber U. socialis hatte einen größeren Kelch aus zahlreichen kleinen, leichten Platten, von denen jede zwischen vier und acht Seiten hatte. Der Kelch von M. testudinarius, im Vergleich, hatte weniger Platten mit nur fünf oder sechs Seiten, und diese waren viel größer als die Platten auf U. socialis.

Beide Crinoide hatten Kelche, die wie Buckyballs geformt waren. "Die kugelähnlichen Strukturen, die sehr schweren Lasten standhalten können, haben sich um sie herum gebildet, um sie vor den Schäden des Ozeans zu schützen", sagte Hunter in der Erklärung.

Es gab jedoch kritische Unterschiede zwischen den beiden Tieren, schrieben die Wissenschaftler in der Studie. M. testudinariusDer Kelch mit größeren Platten ähnlicher Form ähnelte eher dem Buckyball-Kohlenstoffmolekül. Dies hätte den Kelch stärker und stabiler gemacht. Aber U. socialisDer Kelch war breiter, wobei die Anzahl der Plattenseiten stärker variierte, wodurch sich der Kelch eher verbog und knickte. Sein Kelch war wahrscheinlich nützlicher für den Auftrieb als zum Schutz vor Raubtieren, berichteten die Forscher.

Diese höchst ungewöhnliche Körperstruktur hätte Crinoiden helfen können, sich anzupassen und sich in den Tiefen des Ozeans auf der ganzen Welt auszubreiten. Dennoch bleiben viele Fragen offen, wie sich ihre seltsamen Buckyball-Körper entwickelt haben und warum diese Form laut der Studie nur bei zwei ausgestorbenen Arten gefunden wurde, die vor 84 bis 72 Millionen Jahren verschwunden sind.

"Es bleibt immer noch ein Rätsel, warum sich diese erfolgreichen Strukturen nicht wieder entwickelt haben", sagte Hunter.

Die Ergebnisse wurden in der Mai-Ausgabe der Zeitschrift Paleontology veröffentlicht.

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