Biologie : Giftige Debatte um arsenbasiertes Leben

Die Nachricht ging um die Welt: Am 2. Dezember berichteten amerikanische Forscher von Bakterien, die anstelle von Phosphor giftiges Arsen in ihren Stoffwechsel einbauten. Kritiker bezweifeln aber, dass arsenbasiertes Leben tatsächlich existiert.

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Auf Mikrobenjagd. Im Schlamm des arsenhaltigen Mono Lake in Kalifornien fand Felisa Wolfe-Simon Bakterien, denen Arsen anscheinend nichts ausmacht.
Auf Mikrobenjagd. Im Schlamm des arsenhaltigen Mono Lake in Kalifornien fand Felisa Wolfe-Simon Bakterien, denen Arsen anscheinend...Foto: Henri Bortman

Die Studie, online im Fachblatt „Science“ veröffentlicht, nährte Spekulationen über eine urtümliche arsenbasierte Biologie am Beginn der Evolution ebenso wie über außerirdisches Leben. Doch inzwischen hagelt es Kritik. Mikrobiologen lassen kein gutes Haar an der Untersuchung. Mindestens ebenso im Kreuzfeuer stehen die US-Weltraumorganisation Nasa und das Magazin „Science“.

Wie im Tagesspiegel berichtet, hatten Felisa Wolfe-Simon vom Nasa-Institut für Astrobiologie und ihr Team Bakterien aus dem stark arsenhaltigen Mono Lake in Kalifornien gewonnen. Danach hatte Wolfe-Simon die Salzsee-Mikroben in der Petrischale weiter vermehrt und schrittweise das lebenswichtige Phosphat – es besteht aus einem Phosphor- und vier Sauerstoffatomen – durch das giftige Arsenat ersetzt (ein Arsen- und vier Sauerstoffatome). Auch unter der Arsen-Diät wuchs der Bakterienstamm mit Namen GFAJ-1 weiter. Wolfe-Simon glaubt, dass GFAJ-1 Arsenat sogar in die Erbinformation DNS eingebaut hat und damit Phosphat als „Rückgrat“ des Erbfadens ersetzt.

Der Veröffentlichung in „Science“ war einige Tage zuvor eine mysteriöse Ankündigung einer Nasa-Pressekonferenz vorausgegangen. In der für den 2. Dezember anberaumten Pressekonferenz würden Ergebnisse der Astrobiologie diskutiert werden, die „Einfluss auf die Suche nach außerirdischem Leben“ hätten, teilte die Nasa mit. Die Gerüchteküche brodelte – hatten die Forscher Spuren von Aliens gefunden? Aber die PR-Experten hatten eine Spur gelegt, die in die Irre führte. Schließlich ging es lediglich um irdisches Leben, wenn auch um eine reichlich bizarre Spielart.

Kurz nach der Veröffentlichung in „Science“ und der Pressekonferenz schaute sich die Mikrobiologin Rosie Redfield von der Universität von British Columbia in Vancouver die Ergebnisse ihrer Kollegin Wolfe-Simon genauer an und entdeckte viele Ungereimtheiten, Fehler und Auslassungen, die sie in ihrem Internet-Blog ausführlich dokumentierte (http://rrresearch.blogspot.com).

Der Stein, den Redfield in die Gewässer des Internet geworfen hatte, löste eine regelrechte Sturmwelle der Kritik an der vermeintlichen Sensation und ihrer Inszenierung durch die Nasa aus. Das Online-Magazin „Slate“ befragte ein Dutzend Experten, die allesamt skeptisch waren und die Ergebnisse anzweifelten. „Diese Studie hätte nicht veröffentlicht werden dürfen“, urteilte die Biologin Shelley Copley von der Universität von Colorado.

Im Zentrum der Kritik steht die Behauptung, GFAJ-1 haben Arsen in seine DNS eingebaut. Chemische Verbindungen mit Arsen sind wesentlich brüchiger als solche mit Phosphor. In Wasser gelöst würde die arsenhaltige Erbinformation auseinanderfallen. Das aber war nicht der Fall. Manche Wissenschaftler vermuten, Arsen habe an der DNS geklebt „wie Kaugummi an einem Schuh“.

Die Autoren der Studie hätten keinen eindeutigen Nachweis erbracht, dass Arsen in organische Bestandteile der Bakterien eingebaut worden sei, bemängelt der Biogeochemiker Roger Summons vom Massachusetts Institute of Technology gegenüber dem Fachblatt „Nature“. Andere Forscher nehmen an, dass die Mikroben das Arsen in blasenförmigen Hohlräumen speicherten und sich ansonsten mit Spuren von Phosphor aus ihrer Umgebung am Leben erhielten. Die als Vakuolen bezeichneten Hohlräume sind auf elektronenmikroskopischen Aufnahmen von GFAJ-1 sichtbar.

Unklar bleibt, wie eine so umstrittene Studie von den „Science“-Gutachtern einfach zum Abdruck durchgewinkt werden konnte. Eben dieser Blackout einer der angesehensten Fachzeitschriften wurde von dem in die Defensive geratenen Nasa-Sprecher Dwayne Brown als Stärke ausgelegt. Schließlich sei die Studie in einer der prestigeträchtigsten Journale erschienen, rechtfertigte sich Brown. Wolfe-Simon werde nicht auf einzelne Kritiker antworten.

Die Nasa halte es nicht für angemessen, die Wissenschaft über die Medien und Internetblogs zu diskutieren. Das solle in wissenschaftlichen Publikationen geschehen, sagte Brown. Eine „spektakulär arrogante Stellungnahme“, schäumte die britische Zeitung „Guardian“. Brown stellt die Dinge fast auf den Kopf. Die kritische wissenschaftliche Begutachtung übernahmen Biologen in Blogs, während Nasa und „Science“ über die Medien kommunizierten – mit Pressemitteilungen und -konferenzen.

Es ist nicht das erste Mal, dass die Weltraumagentur mit dem Thema „fremdartiges Leben“ auf die Nase fällt. 1996 hatte die Nasa angebliche Spuren von winzigen „Marswürmern“ auf einem Meteoriten ausgemacht und die Befunde veröffentlicht – ebenfalls in „Science“. Die Ergebnisse waren danach von anderen Forschern weitgehend angezweifelt worden. Allerdings sind sie bis heute nicht eindeutig widerlegt. Das könnte bei den Arsen-Bakterien bald geschehen.

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