Seit etwa 3,5 Milliarden Jahren gibt es Leben auf der Erde. Bis vor etwa 575 Millionen Jahren bestand alles Leben aus mikroskopisch kleinen Pflanzen.
Die Antarktis war einst Teil des Superkontinents Gondwana. Als das tierische Leben auf der Erde begann, zunächst in der Meeresumwelt, lag die Antarktis entlang des heutigen Südrandes Australiens. Australien und die Antarktis waren um 90° gegenüber dem heutigen Zustand gedreht. Der Äquator verlief durch beide Kontinente. Vor etwa 400 Millionen Jahren verschob sich Gondwana dramatisch und die Antarktis nahm ihren Platz über dem Südpol ein.
Der Kohlendioxidgehalt der Atmosphäre war viel höher als heute. Als der Sauerstoffgehalt anstieg, erreichte er die Stratosphäre und wurde in Ozon umgewandelt. Das Ozon schützte vor ultravioletten Strahlen, und das Leben breitete sich vom Meer auf das Land aus.
Vor etwa 130 Millionen Jahren begann Gondwana zu zerfallen. Indien, Südamerika und Afrika brachen ab. Die Verbindungen zwischen Australien und der Antarktis blieben bis vor etwa 55 Millionen Jahren bestehen. Australien begann sich schnell nach Norden zu bewegen, und die Antarktis war zum ersten Mal seit der Entwicklung der Tiere isoliert. Vor etwa 30 Millionen Jahren begann der Südliche Ozean um die südliche Welt zu zirkulieren, und die moderne antarktische Umwelt entwickelte sich.
Pflanzenfossilien
Fossilien von heute ausgestorbenen Glossopteris-Bäumen sind in der Antarktis gut erhalten. Das Konzept von Gondwana wurde erstmals vorgeschlagen, um die weite Verbreitung von Gletschergestein und Glossopteris zu erklären.
Als Robert Falcon Scott und seine Männer auf dem Rückweg vom Südpol tot in ihrem Zelt aufgefunden wurden, fand man bei ihnen Exemplare von Glossopteris aus der Region des Beardmore-Gletschers. Während sie auf dem Rückweg fast alles andere über Bord geworfen hatten, erkannten sie die Bedeutung von Glossopteris und weigerten sich, die Exemplare zurückzulassen. Diese Exemplare sind etwa 280 bis 300 Millionen Jahre alt.
Viele Elemente, die heute noch in einigen kaltgemäßigten Regenwäldern der südlichen Hemisphäre (z. B. in Tasmanien, Neuseeland und im südlichen Südamerika) vorkommen, waren früher auch in der Antarktis vorhanden. Es ist klar, dass diese Elemente in der Antarktis bis vor etwa 35 Millionen Jahren vorhanden waren. Aber es gibt noch weitere verlockende Hinweise darauf, dass dies bis in die jüngste Vergangenheit der Fall war. Nur 400 km vom Südpol entfernt wurden zahlreiche Überreste der Südbuche Nothofagus (N. beardmorensis) gefunden. Die Überreste könnten 2 bis 3 Millionen Jahre alt sein.
Tierfossilien
Dinosaurier lebten in der Antarktis und sind von der Nordspitze der antarktischen Halbinsel gut bekannt, obwohl nur wenige offiziell beschrieben wurden. Dazu gehören Ankylosaurier (die gepanzerten Dinosaurier), Mosasaurier und Plesiosaurier (beides marine Reptiliengruppen).
Seymour Island, direkt vor der antarktischen Halbinsel, ist eine der wichtigsten Fossilienfundstellen der Erde. Sie enthält eine verwirrende Vielzahl unterschiedlicher Fossilien, die viele verschiedene Lebensräume repräsentieren. Sie umfasst auch einen der wenigen ununterbrochenen Abschnitte über die Kreide-/Tertiärgrenze – die Zeit, in der die Dinosaurier und viele andere Lebensformen ausstarben, wahrscheinlich durch Meteoriten- oder Asteroideneinschläge.
Marine Plain in den Vestfold Hills hat eine große Vielfalt an Fossilien von vor 4,5 bis 4,1 Millionen Jahren. Die bekanntesten sind die fossilen Delfine und Wale. Es sind etwa 5 oder 6 Arten bekannt. Die Delfine unterscheiden sich stark von den modernen Delfinen. Sie bestehen aus zwei Arten, von denen die eine etwa 4,5 m und die andere etwa 8 bis 9 m lang ist. Sie sind ungewöhnlich, da sie keine Zähne haben. Möglicherweise haben sie Tintenfische durch Echoortung geortet und gefressen, indem sie sie in ihre sehr langen, schlanken Kiefer saugten. Die Delphine sind recht häufig und kommen als fast vollständige Skelette vor. Es sieht so aus, als wären sie gestorben und sanft im Schlamm versunken.
Es ist klar, dass vor etwa 2 bis 3 Millionen Jahren ein großes Aussterbeereignis stattfand. Dies könnte Teil eines globalen Aussterbeereignisses gewesen sein. Die Ursache ist umstritten, aber ein wichtiger Faktor war wahrscheinlich die Schließung der Landenge von Panama, wodurch der Wasserfluss vom Atlantik zum Pazifik zum Erliegen kam und der Golfstrom und die Vergletscherung der nördlichen Hemisphäre einsetzten. Eine weitere Ursache könnte der Himalaya gewesen sein, der zu dieser Zeit wuchs und die Zirkulation der Atmosphäre auf der Nordhalbkugel beeinflusste.
Die Fossilienaufzeichnungen verstehen
Wie können wir die Geschichte des fossilen Lebens in der Antarktis aufarbeiten? Moderne biochemische Methoden haben es uns ermöglicht, den allgemeinen Trend der Evolution zu bestimmen, sogar bei einigen Gruppen, die keine Fossilien hinterlassen haben. Zwei Gruppen, bei denen diese Techniken besonders erfolgreich waren, sind die Euphausiacea (einschließlich des antarktischen Krills) und die antarktischen Fische, die zu den Notothenioidea gehören. Für beide Gruppen gibt es keine fossilen Aufzeichnungen.
Ein wichtiger Ansatz ist die Untersuchung der DNA von Mitochondrien in modernen Zellen. Es wird angenommen, dass diese DNA fast ausschließlich mütterlichen Ursprungs ist und somit nicht Teil des Reproduktionsprozesses ist, an dem die Kern-DNA beteiligt ist. Die mitochondriale DNA akkumuliert Mutationen mit einer Rate, die ungefähr bekannt ist. Der Unterschied in der mitochondrialen DNA zweier ähnlicher Organismen zeigt, wie lange es her ist, dass sie sich aus einem gemeinsamen Vorfahren entwickelt haben. Mit Hilfe biochemischer Verfahren kann diese Zeit geschätzt werden.