"Man kennt schon sehr lange, schon seit Beginn des 19. Jahrhunderts, diese merkwürdig violett gefärbten Seelilien und man hat sich eigentlich immer schon gewundert, woher stammt diese Farbe?"
Zwei Erklärungen sind möglich, sagt Klaus Wolkenstein: entweder handelt es sich um organisch erhaltene Farbstoffe in den fossilen Seelilien oder es sind anorganische Pigmente wie etwa Eisenoxide. Der Forscher vom Institut für Umwelt-Geochemie der Universität Heidelberg wollte herausfinden, warum manche Seelilien – im Fachausdruck Crinoiden genannt - violett sind. Dazu untersuchte er einige fossile Exemplare aus Museen aus der Schweiz, Deutschland und Polen. Das Problem dabei war jedoch, dass die farbigen Stücke selten und die Untersuchungsmethoden destruktiv sind, das heißt die Stücke werden zerstört.
"Wir mussten deswegen mit Gramm-Stückchen von solchen Seelilien auskommen und deswegen habe ich erstmal versucht, überhaupt mit so einer kleinen Menge klarzukommen, dass ich einfach das reproduzieren kann. Und nach etlichen Versuchen hat das dann auch einigermaßen geklappt. Wir haben dann eben auch noch analytische Methoden eingesetzt und auch andere Crinoiden, die zum Teil viel älter waren, auch untersucht und konnten dann glücklicherweise genau dieselben Farbstoffe da drin finden."
Diese organischen Farbstoffe haben die Heidelberger Forscher tatsächlich in allen untersuchten Seelilien nachweisen können. Die chemische Analyse war kompliziert.
"Einmal handelt es sich in diesen Fossilien um Substanzgemische, deswegen mussten wir diese Stoffe erstmal auftrennen können, dann schaut man sich diese Einzelverbindungen an. Das kann man einmal über die Farbe machen. Das sind ja Farbstoffe, deswegen kann man sehr schön einfach die Absorption des Lichtes messen und dann kommen auch moderne Methoden wie Massenspektrometrie zum Einsatz oder auch Kernresonanzspektroskopie und damit kann man dann die genaue Struktur von diesen chemischen Stoffen bestimmen."
Bei seiner Analyse sah Klaus Wolkenstein, dass alle diese Farbstoffe zur Gruppe der so genannten Hypericin-Derivate beziehungsweise zu den Hypericin-Pigmenten gehören. Die Analyse einer heute im Pazifik lebenden Seelilie ergab die gleiche chemische Verbindung, die nicht nur mehrere hundert oder tausend Meter unter dem Wasser vorkommt, sondern auch an Land.
"Man kennt eigentlich eine Verbindung relativ gut. Es gibt eine Heilpflanze, das Johanniskraut, das findet man sehr häufig an Wegrändern. Das ist eine hübsche, gelb blühende Pflanze und wenn man die Blütenblätter zerdrückt zwischen den Fingern, dann bekommt man ganz rotviolette Finger davon. Das ist dieser Farbstoff, das Hypericin."
Und das sorgt für den violetten Schimmer auf den Fossilien. Demnach haben diese Pigmente nahezu unverändert die Zeit überstanden. Die älteste Probe war 240 Millionen Jahre alt. Ob es exakt die gleiche Zusammensetzung war, ist sich Klaus Wolkenstein nicht sicher.
"Also das kann man natürlich schwierig sagen, weil es war damals niemand dabei, aber weil die Ähnlichkeit so groß ist zu den Pigmenten, die man in den heutigen Seelilien findet, kann man eigentlich sagen, dass sie doch sehr weitestgehend sicher noch erhalten sind. Es sind vielleicht einzelne Teile von diesen Strukturen abgebrochen oder verändert worden, aber so die Grundstruktur ist doch in sehr weiten Teilen noch erhalten geblieben. "
Den Rekord der ältesten erhaltenen organischen Strukturen stellen die Seelilien damit aber nicht auf, da in losen Sedimenten bereits andere Pigmente entdeckt wurden, die noch älter sind. Das schmälert Klaus Wolkensteins Freude über seine Analyse aber nicht.
"Das Schöne an diesen Pigmenten ist eben, dass sie eben noch in dem Organismus, in dem sich auch gebildet wurden, erhalten sind."
Als nächsten Schritt will er nicht nur ältere Seelilien auf ihre Pigmentstruktur hin untersuchen, sondern auch andere Organismen, die vielleicht ähnlich erfolgreich winzige Partikel in ihre Fossilmatrix einschließen konnten.
Zwei Erklärungen sind möglich, sagt Klaus Wolkenstein: entweder handelt es sich um organisch erhaltene Farbstoffe in den fossilen Seelilien oder es sind anorganische Pigmente wie etwa Eisenoxide. Der Forscher vom Institut für Umwelt-Geochemie der Universität Heidelberg wollte herausfinden, warum manche Seelilien – im Fachausdruck Crinoiden genannt - violett sind. Dazu untersuchte er einige fossile Exemplare aus Museen aus der Schweiz, Deutschland und Polen. Das Problem dabei war jedoch, dass die farbigen Stücke selten und die Untersuchungsmethoden destruktiv sind, das heißt die Stücke werden zerstört.
"Wir mussten deswegen mit Gramm-Stückchen von solchen Seelilien auskommen und deswegen habe ich erstmal versucht, überhaupt mit so einer kleinen Menge klarzukommen, dass ich einfach das reproduzieren kann. Und nach etlichen Versuchen hat das dann auch einigermaßen geklappt. Wir haben dann eben auch noch analytische Methoden eingesetzt und auch andere Crinoiden, die zum Teil viel älter waren, auch untersucht und konnten dann glücklicherweise genau dieselben Farbstoffe da drin finden."
Diese organischen Farbstoffe haben die Heidelberger Forscher tatsächlich in allen untersuchten Seelilien nachweisen können. Die chemische Analyse war kompliziert.
"Einmal handelt es sich in diesen Fossilien um Substanzgemische, deswegen mussten wir diese Stoffe erstmal auftrennen können, dann schaut man sich diese Einzelverbindungen an. Das kann man einmal über die Farbe machen. Das sind ja Farbstoffe, deswegen kann man sehr schön einfach die Absorption des Lichtes messen und dann kommen auch moderne Methoden wie Massenspektrometrie zum Einsatz oder auch Kernresonanzspektroskopie und damit kann man dann die genaue Struktur von diesen chemischen Stoffen bestimmen."
Bei seiner Analyse sah Klaus Wolkenstein, dass alle diese Farbstoffe zur Gruppe der so genannten Hypericin-Derivate beziehungsweise zu den Hypericin-Pigmenten gehören. Die Analyse einer heute im Pazifik lebenden Seelilie ergab die gleiche chemische Verbindung, die nicht nur mehrere hundert oder tausend Meter unter dem Wasser vorkommt, sondern auch an Land.
"Man kennt eigentlich eine Verbindung relativ gut. Es gibt eine Heilpflanze, das Johanniskraut, das findet man sehr häufig an Wegrändern. Das ist eine hübsche, gelb blühende Pflanze und wenn man die Blütenblätter zerdrückt zwischen den Fingern, dann bekommt man ganz rotviolette Finger davon. Das ist dieser Farbstoff, das Hypericin."
Und das sorgt für den violetten Schimmer auf den Fossilien. Demnach haben diese Pigmente nahezu unverändert die Zeit überstanden. Die älteste Probe war 240 Millionen Jahre alt. Ob es exakt die gleiche Zusammensetzung war, ist sich Klaus Wolkenstein nicht sicher.
"Also das kann man natürlich schwierig sagen, weil es war damals niemand dabei, aber weil die Ähnlichkeit so groß ist zu den Pigmenten, die man in den heutigen Seelilien findet, kann man eigentlich sagen, dass sie doch sehr weitestgehend sicher noch erhalten sind. Es sind vielleicht einzelne Teile von diesen Strukturen abgebrochen oder verändert worden, aber so die Grundstruktur ist doch in sehr weiten Teilen noch erhalten geblieben. "
Den Rekord der ältesten erhaltenen organischen Strukturen stellen die Seelilien damit aber nicht auf, da in losen Sedimenten bereits andere Pigmente entdeckt wurden, die noch älter sind. Das schmälert Klaus Wolkensteins Freude über seine Analyse aber nicht.
"Das Schöne an diesen Pigmenten ist eben, dass sie eben noch in dem Organismus, in dem sich auch gebildet wurden, erhalten sind."
Als nächsten Schritt will er nicht nur ältere Seelilien auf ihre Pigmentstruktur hin untersuchen, sondern auch andere Organismen, die vielleicht ähnlich erfolgreich winzige Partikel in ihre Fossilmatrix einschließen konnten.