Außerirdische : Aliens aus Säure und Silizium

Wesen aus Wasser und Kohlenstoff? Bei der Suche nach Leben im All legen Forscher oft irdische Maßstäbe an. Doch die Natur könnte viel einfallsreicher sein.

Rainer Kayser
Alien Foto: dpa
Fremder Blick. Die Zellen von Außerirdischen könnten Salzsäure statt Wasser enthalten. -Foto: dpa

Vielleicht haben außerirdische Astronomen unseren blauen Planeten längst erspäht. Mit ihren großen Teleskopen fangen sie die von der Erde reflektierte Sonnenstrahlung ein und erkennen, dass unser Planet eine sauerstoffreiche Atmosphäre besitzt. „Absolut lebensfeindlich“ schreiben sie dann in ihre Forschungsberichte – denn Sauerstoff ist für die Methanatmer ein gefährliches Gift, in dem keine Kreatur gedeihen kann.

Möglicherweise machen wir Erdlinge den gleichen Fehler, indem wir unsere eigene Existenz – basierend auf flüssigem Wasser als Lösungsmittel und Kohlenstoff als zentralem Baustein – zum Maßstab für Leben überall im Kosmos zu machen. Und vielleicht verstellen wir uns dadurch den Blick auf den wahren Einfallsreichtum der Natur, auf Aliens, die ganz anders sind, als wir es uns auch nur vorzustellen vermögen.

Möglicherweise haben wir sogar schon Lebewesen auf einem anderen Planeten übersehen: 1971, als die amerikanischen Viking-Sonden auf dem Mars landeten und dort erstmals biologische Experimente durchführten. Die Ergebnisse der Versuche sorgten bei den Astrobiologen für Verwirrung. Während ein Experiment biologische Aktivität anzeigte, fand ein zweites nur tote Materie. Die meisten Forscher deuten die Ergebnisse des ersten Experiments deshalb als Folge nichtbiologischer chemischer Reaktionen im Marsboden.

Doch ausgerechnet Gilbert Levin, einer der Erfinder der Experimente, ist bis heute davon überzeugt, dass damals tatsächlich Leben auf dem roten Planeten nachgewiesen wurde. Allerdings Leben mit einer Biochemie, die nicht unseren irdischen Erwartungen entspricht – und sich deshalb mit dem zweiten Experiment nicht nachweisen ließ.

Denn damals wie heute lautete die Devise: Wo Wasser ist, da ist auch Leben – vielleicht ein verhängnisvoller Fehler. „Das Leben auf der Erde hat gelernt, mit Wasser zu arbeiten, weil Wasser die einzige Flüssigkeit ist, die bei uns reichlich vorhanden ist“, meint etwa der an der Washington State University tätige deutsche Astrobiologe Dirk Schulze-Makuch. Seiner Ansicht nach könnten auch andere Flüssigkeiten die Aufgaben von Wasser übernehmen – von Schwefelsäure über Wasserstoffperoxid und Methan bis hin zu flüssigem Kohlendioxid.

So ließen sich beispielsweise die widersprüchlichen Ergebnisse der Viking-Experimente erklären, wenn die Marsmikroben in ihren Zellen ein Gemisch aus Wasserstoffperoxid und Wasser enthielten. Die Mikroben könnten Wasserstoffperoxid quasi als natürlichen Gefrierschutz in ihre Zellen aufgenommen haben.

Unter Umständen gibt es sogar Organismen, die ganz ohne Flüssigkeiten als Lösungsmittel auskommen und deren Zellen stattdessen mit Gas gefüllt sind, beispielsweise in den dichten Wolkenhüllen der Planeten Jupiter und Saturn. Zwar wäre die Erbsubstanz DNS vermutlich zu schwer, um im Inneren dieser Zellen zu schweben. Aber vielleicht hat die Natur einen Weg gefunden, biologische Vorgänge in solchen Lebensformen ausschließlich mit kleineren Molekülen durchzuführen.

Selbst die besondere Rolle von Kohlenstoff für das Leben wird inzwischen angefochten. „Wir sind an auf Kohlenstoff basierendes Leben gewöhnt – nur deshalb tendieren wir dazu zu glauben, Kohlenstoff sei für Leben unabdingbar“, sagt der amerikanische Molekularbiologe Steve Benner. Die chemischen Eigenschaften von Kohlenstoff erlauben den Aufbau komplexer Moleküle. Ob Proteine, Aminosäuren, Zucker oder DNS – all diese biologisch wichtigen Moleküle besitzen ein Gerüst aus Kohlenstoffatomen.

Doch es gibt noch ein anderes Element, das wie Kohlenstoff in der Lage ist, lange Molekülketten zu bilden: Silizium. Allerdings sind auf Silizium basierende Moleküle hochgradig instabil – jedenfalls unter irdischen Bedingungen. „In einer Umgebung ohne Sauerstoff und ohne Wasser dagegen ist eine auf Silizium aufbauende Chemie durchaus plausibel“, erklärt der britische Biochemiker William Bains. Solche Bedingungen gibt es beispielsweise auf Titan, dem größten Mond des Planeten Saturn. Bei den dort herrschenden Temperaturen von minus 180 Grad Celsius könnte eine Silizium-Biologie sogar besser funktionieren als eine Kohlenstoff-Biologie, meint der Forscher.

Ist ausreichend Sauerstoff vorhanden, so bildet Silizium allerdings bereits während der Planetenentstehung Silikat genannte Gesteine. Bei den erdähnlichen Planeten ist das Silizium deshalb nahezu vollständig in Kruste und Mantel gebunden. Bei Temperaturen über 1000 Grad Celsius werden Silikate jedoch flüssig. Dann könnten diese Moleküle nach Ansicht der amerikanischen Physiker Robert Shapiro und Gerald Feinberg eine komplexe Aktivität entfalten, die zu einer exotischen Biochemie führt – und schließlich zu Lebensformen auf Silizium-Basis, die sich beispielsweise im heißen Magma des Erdmantels wohlfühlen könnten.

Die beiden Wissenschaftler gehen in ihren Spekulationen sogar noch weiter. Vielleicht sind nicht nur andere chemische, sondern auch andere physikalische Grundlagen für die Entstehung von Leben möglich. So könnten vielleicht Reaktionen zwischen Atomkernen auf der Oberfläche von Neutronensternen die Basis kernphysikalischer Lebensformen bilden. Und selbst im Inneren von Sternen können sich Shapiro und Feinberg „Plasboide“ vorstellen, Lebewesen aus komplexen Magnetfeldern und Strömungen elektrisch geladener Teilchen.

„Es mag schwierig sein, solche Systeme als lebendig anzusehen“, geben Shapiro und Feinberg zu. „Doch wir sollten bedenken, dass Proteine und Nukleinsäuren, abstrakt betrachtet, auch nicht solche Wunder wie Elefanten und Mammutbäume erwarten lassen, die doch aus ihnen hervorgehen.“ Aber wären wir überhaupt in der Lage, Strukturen als „lebendig“ zu erkennen, wenn sie auf völlig anderen chemischen oder gar physikalischen Prozessen beruhen?

„Selbst wenn wir eine gute Definition finden, die für alles Leben auf der Erde funktioniert, würden wir doch nicht wissen, ob sie auch auf Leben auf einem anderen Planeten zutrifft“, beschreibt der Astrophysiker David Grinspoon von der Universität von Colorado das Dilemma. „Wir sollten die Augen offen halten für das Seltsame, das Anomale, das Komplexe, das Unwahrscheinliche. Wer sagt uns, dass das Universum nicht in der Lage ist, komplexe, sich entwickelnde Strukturen auf der Basis der Kernkräfte oder der Gravitation zu erzeugen? Dann könnte es Lebewesen geben, die zu klein oder zu groß sind, um von uns wahrgenommen zu werden.“

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