Zeitung Heute : Mars-Training für Bakterien

Unter harten Bedingungen werden Lebewesen ausgewählt, die auf dem Planeten existieren könnten

Katharina Jung
Nur ein Roboter. Als die Zeichner der Nasa den Einsatz des Marsrovers „Spirit“ in Szene setzten, verzichteten sie auf jegliche Anzeichen von Leben. Der Beweis steht nach wie vor aus, aber die Chance für Leben auf dem Roten Planeten sind nicht die schlechtesten. Foto: p-a/dpa
Nur ein Roboter. Als die Zeichner der Nasa den Einsatz des Marsrovers „Spirit“ in Szene setzten, verzichteten sie auf jegliche...Foto: picture-alliance/ dpa

An E.T. und seine Verwandten glaubt die Biologin Nina Feyh zwar nicht. Aber dass es auf dem Mars oder anderen Planeten Leben in einfacher Form geben könnte, das hält die Doktorandin des Fachgebietes für Technischen Umweltschutz von Professor Ulrich Szewzyk für durchaus möglich. „Wir sind immer wieder verblüfft, unter welchen Umweltbedingungen wie extremer Kälte, Hitze oder Trockenheit Bakterien auf der Erde existieren“, sagt auch Szewzyk. „Viel ungemütlicher ist es auf dem Mars auch nicht.“ Oft ist der Stoffwechsel dieser Exoten noch unerforscht. Im Rahmen der Helmholtz-Allianz „Planetenentwicklung und Leben“ untersucht Nina Feyh, welche Bakterienstämme von der Erde zumindest theoretisch das Potential haben könnten, auf dem Mars zu überleben.

Unter der Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) vereint die Helmholtz-Allianz die verschiedensten internationalen universitären sowie außeruniversitären Forschergruppen. Ziel ist es, die Wechselwirkungen zwischen dem Entstehen von Leben und der Entwicklung von Planeten näher zu ergründen. „Das Besondere ist die große Interdisziplinarität, mit der das Thema bearbeitet wird“, sagt Szewzyk. Die Fragen, die dabei bearbeitet werden, sind vielfältig: Wieso gibt es auf der Erde Plattentektonik und auf der fast gleichgroßen Venus nicht? Welche physikalischen und chemischen Prozesse laufen bei Einschlägen von Asteroiden und Kometen auf Planeten ab? Wie wahrscheinlich ist es, dass Leben auf dem Mars entstanden ist und via Meteoriten-Einschlag auf die Erde eingeschleppt wurde? Mehrmals im Jahr sitzen die aus ganz unterschiedlichen Fachbereichen stammenden Forscher zusammen und diskutieren ihre Ergebnisse.

Die Arbeitsgruppe von Szewzyk bearbeitet dabei astrobiologische Fragen. „Wir beschäftigen uns schon lange mit den sogenannten Exoten, also Bakterien, die unter ungewöhnlichen Bedingungen existieren.“ Eisenbakterien stehen dabei besonders im Fokus. Diese gewinnen ihre Energie durch die Oxidation von Eisen. „Da der Mars zu rund 16 Prozent aus Eisen besteht, zählten diese Bakterien schon länger zu den heißen Mars-Kandidaten“, sagt der Wissenschaftler.

Vier wesentliche Voraussetzungen müssen alle Bakterien erfüllen, die zumindest potentiell Chancen auf dem Mars haben sollen: Sie müssen austrocknungsresistent sein und extreme Temperaturschwankungen, hohe Salzkonzentrationen und eine massive UV-Einstrahlung vertragen. „Wir kennen Eisenbakterien, die um ihre Kolonien eine Art Röhre aus Eisenoxid, also Rost bilden“, berichtet Szewzyk. „Das könnte ein idealer Schutz vor Austrocknung und der hohen UV-Strahlung auf dem Mars sein.“

Arbeitete Nina Feyh anfangs mit einer ganzen Kollektion von Bakterienstämmen, die zum Teil aus dem Nationalpark Unteres Odertal, aus Feuerland in Argentinien und aus der Nordatlantischen Tiefsee stammen, sind nach einer Vorauswahl nur noch rund 20 Stämme übriggeblieben. Diese unterzieht sie einem speziellen „Mars-Überlebenstraining“. Alle Bakterienstämme werden auf dünnen Glasplatten mit einem marstypischen Aufwuchs-Substrat kultiviert. „Dieser ,Marsstaub’ ist beispielhaft für die besondere Interdisziplinarität des Forschungsvorhabens“, sagt Feyh. „Die feinkörnige Mineralmischung spiegelt die geologische Zusammensetzung der Marsoberfläche wider. Ergebnisse, die uns von Kollegen der Helmholtz-Allianz zur Verfügung gestellt wurden.“ Zudem werden in manchen Versuchen Nährlösungen mit sehr hohen Salzkonzentrationen, wie sie auf dem Mars vermutet werden, verwendet.

In verschiedenen Versuchsreihen testet die Biologin die Anpassungsfähigkeit der Bakterien. So werden sie zum Beispiel unter einem Luftstrom so lange getrocknet, bis das Gewicht der Probe nicht weiter sinkt. Nach einigen Tagen werden sie kontrolliert wieder mit Wasser benetzt. Anschließend wird die biologische Aktivität der Bakterien getestet.

„Nach sechs Tagen völliger Trockenheit wuchsen einige Stämme sofort wieder“, berichtet Feyh. Auch gegenüber Kälte erwiesen sich einige Bakterien als überraschend robust. „Selbst bei minus 20 Grad Celsius in diesen stark salzhaltigen Lösungen konnten wir noch biologische Aktivität messen.“

Bis 2013 läuft das mit 330 000 Euro finanzierte Projekt. Getragen wird es zur einen Hälfte von der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren und zur anderen Hälfte von der TU Berlin. In den kommenden Monaten sollen die bisherigen Versuche weiter intensiviert und systematisiert werden. „Auf dem Mars kann es zwar bis zu 25 Grad Celsius warm werden. Aber es wird auch bis zu minus 130 Grad Celsius kalt“, sagt Szewzyk.

Nach und nach werden die Bakterienstämme immer größerer Kälte und immer länger anhaltender Trockenheit ausgesetzt. Parallel dazu laufen molekulargenetische Untersuchungen. Die widerstandsfähigsten Bakterienstämme reisen am Ende des Projektes zum DLR und werden von dort zu weiteren Analysen in die Erdumlaufbahn geschickt. Auch in der sogenannten Mars-Simulationskammer des DLR sind Versuche mit den Bakterienstämmen der TU Berlin geplant. In diesen Kammern sind die atmosphärischen und geologischen Bedingungen denen auf dem Mars nachempfunden.

„Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit entstehen zum Teil ganz neue Forschungsfragen“, sagt Szewzyk. „Müssen die Kriterien, nach denen wir Leben außerhalb der Erde suchen, eventuell anders formuliert werden?“ Früher galt eine sauerstoffreiche Atmosphäre als Indikator für Leben. Heute sind zahlreiche anaerobe Organismen bekannt. „Zurzeit gilt Wasser als Hauptindikator für mögliches Leben“, fügt der Wissenschaftler hinzu. „Dabei sucht man in der Regel nach größeren, flüssigen Wasseransammlungen wie Flüsse oder Seen.“

Wissenschaftler vermuten jedoch, dass flüssiges Wasser nur zu bestimmten Zeiten und in geringen Mengen auf dem Mars auftritt. Zum Beispiel, wenn die Eisvorkommen im Boden kurzfristig anfangen zu schmelzen. Die Ergebnisse neuerer Forschung zeigen allerdings: Auch in diesen kleinsten Wasservorkommen, wie sie auf dem Mars vermutet werden, könnten theoretisch noch Bakterien überleben.

Hintergründe und Expertisen zu aktuellen Diskussionen: Tagesspiegel Causa, das Debattenmagazin des Tagesspiegels.

Hier geht es zu Tagesspiegel Causa!

0 Kommentare

Neuester Kommentar