Dem amerikanischen Geologen Andrew H. McNair war abenteuerlich zumute: »Ich wußte plötzlich, was Goldgräber empfunden haben, wenn sie auf eine Mine stießen.«

McNair, Professor am Dartmouth College in Hanover (US-Staat New Hampshire), war nördlich des Polarkreises fündig geworden, auf der kanadischen Insel Victoria. Der Forscher fand nur einen unscheinbar anmutenden Gesteinsbrocken - aber in dessen Innerem verbarg sich eine wissenschaftliche Sensation: die versteinerten Überreste von 47 muschelartigen Ur-Tieren (Brachiopoden) - die ältesten bislang entdeckten Lebewesen mit eigenem Nervensystem, mit Muskeln und Verdauungsorganen. Alter der Urzeit-Muscheln und ihres Steinsargs: 720 Millionen Jahre.

Letzten Monat berichtete McNair auf einer Tagung der »Geologischen Gesellschaft von Amerika« in Kansas City über seinen Fund. Seine erdgeschichtliche Rekord-Meldung wurde sogleich - auf derselben Tagung - von einem anderen Entdeckungsbericht übertrumpft: Der Harvard-Professor Elso S. Barghoorn führte vor, was er in schwärzlichen Gesteinsproben eines südafrikanischen Gebirges erspäht hatte: Abdrücke von Ur-Urzeit-Bakterien. Ihr Alter: drei Milliarden Jahre.

»Die Geologen«, kommentierte die »New York Herald Tribune« die beiden Gesteinsfunde, »müssen den Zeitplan der erdgeschichtlichen Entwicklung wieder einmal umkrempeln.« Entdecker Barghoorn: »Die Funde beweisen, daß Leben auf der Erde sehr viel früher existiert hat, als wissenschaftliche Hinweise bislang vermuten ließen.«

Die biologische Erdzeituhr muß beträchtlich zurückgestellt werden: die Stunde Null (Entstehung des Lebens) um mindestens eine Milliarde Jahre, die Morgenfrühe differenzierten Lebens (Entstehung komplexer Organismen mit eigenem Stoffwechsel) um 120 Millionen Jahre.

Ein wissenschaftlicher Weg in die Frühzeiten der Erdgeschichte war im vorigen Jahrhundert erschlossen worden, als der englische Ingenieur William Smith entdeckte, daß die verschiedenen Gesteinsschichten der Erde jeweils charakteristische Versteinerungen von Pflanzen und Tieren (Leitfossilien) enthielten. Schichten mit gleichen Fossilien, so folgerte der Wissenschaftler, müssen zur gleichen Zeit entstanden und ebenso alt sein wie die darin eingeschlossenen und versteinerten Lebewesen.

Doch erst als Charles Darwin mit seiner Abstammungslehre ("Die Entstehung der Arten") 1859 deutlich machte, daß sich die Lebewesen auf der Erde von Einzellern über Würmer und Reptilien bis hin zu den Säugetieren kontinuierlich fortentwickelt haben, kam Ordnung in die Zeitmessung der Erdhistoriker. Fortan war es den Paläontologen möglich, am Entwicklungsstand der Fossilien jeweils Alter und zeitliche Aufeinanderfolge von Gesteinsablagerungen abzulesen.

Aber dieses biologische Chronometer war unzuverlässig; es gab nur die Abfolge, nicht aber Dauer und Zeitpunkt der einzelnen Erdgeschichtsepochen an. Erst seit einigen Jahrzehnten verfügen die Wissenschaftler über eine Weltuhr, die auch absolute, bemerkenswert genaue Zeitmessungen gestattet: die radioaktive Uhr, ersonnen von dem amerikanischen Atomforscher Willard Libby.

Im Innern nahezu aller Gesteinsformationen finden sich Spuren radioaktiver Elemente (etwa radioaktive Formen von Helium, Rubidium oder Kohlenstoff), die sich in fortschreitendem Atomzerfall befinden. Der Zerfallsprozeß verläuft absolut gleichmäßig unabhängig von äußeren Einflüssen - mit zunehmendem Alter einer Gesteinsschicht sinkt ihr Anteil an radioaktiver Substanz, während die Zerfallsprodukte zunehmen. Die Zeitspanne (Halbwertzeit), in der sich eine bestimmte Menge radioaktiver Substanz in ihr Zerfallsprodukt umwandelt, ist den Physikern bekannt. Mithin läßt sich das Alter des betreffenden Gesteins genau ermitteln.

Die radioaktive Uhr im Gesteinsmantel der Erde ermöglichte den Wissenschaftlern eine Umkehrung der traditionellen Forschungsmethoden. William Smith und seine Nachfolger hatten versucht, das Alter von Erdformationen anhand der Fossilien zu ermitteln. Die Professoren McNair und Barghoorn verfuhren anders herum: Am radioaktiv bestimmten Alter des umschließenden Gesteins lasen sie das Alter der versteinerten Lebewesen ab.

Noch um 1850 hatte der englische Physiker Lord Kelvin die Erde für nicht älter als 400 Millionen Jahre gehalten. Heute wird ihr Alter auf 4,5 Milliarden Jahre geschätzt. Barghoorns Entdeckung der drei Milliarden Jahre alten versteinerten Bakterien läßt nun erstmals den Schluß zu, daß schon relativ früh - eine Jahrmilliarde früher als bisher angenommen - auf der Erde Bedingungen geherrscht haben, die Leben ermöglichten.

Die von Barghoorn entdeckten Ur -Bakterien sind so winzig, daß der Forscher sie nur mit Hilfe eines Elektronenmikroskops ausfindig machen konnte: 20 000 der stabförmigen Einzeller messen, zu einer Art Perlenkette aufgereiht, nur einen Zentimeter.

So primitiv diese Gebilde sein mögen - es muß auf der Erde schon eine sauerstoffhaltige Atmosphäre und Ozeane gegeben haben, als sie lebten? Welche enormen Zeiträume zu überbrücken waren, bis sich aus diesen Urformen des Lebens - deren Entstehung die Wissenschaftler heute in Labors nachzuahmen trachten (SPIEGEL 43/ 1965) - erste Stufen komplizierter Organismen entwickelten, läßt die Entdeckung des Barghoorn-Kollegen Mc-Nair ahnen: Die muschelartigen Urtiere, die er fand und die noch nahe am Anfang der Darwinschen Evolutionsleiter stehen, lebten rund 2,3 Milliarden Jahre nach den von Barghoorn gefundenen Ur-Bakterien.

Welchen chronologischen Stellenwert die beiden jetzt entdeckten, seit Äonen Im Fels bewahrten Tierarten im Erdkalender haben, veranschaulicht der von dem deutschen Paläontologen Ludwig Rüger entworfene »Kalender der Vorzeit": Darin sind zwei Milliarden Jahre - gleichsam im Zeitraffer - zusammengedrängt auf ein irdisches Jahr.

Die Brachiopoden, die der Geologe McNair am Polarkreis fand, würden in einem solchen Erdjahr in der zweiten Augusthälfte gelebt haben. Wirbeltiere und Fische tauchen um den 10. Oktober auf. Amphibien und Reptilien finden sich Anfang November ein, die ersten Säugetiere Ende November. Der Homo sapiens schließlich - vorläufiges Spitzenprodukt der Evolution - betritt die Szene eine halbe Stunde vor Neujahr.