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Mikroorganismen könnten überleben
Redaktion
/ idw / Pressemitteilung der Universität Wienn
astronews.com
5. März 2018
Der Saturnmond Enceladus gehört inzwischen zu den
spannendsten Objekten des Sonnensystems für die Suche nach Leben. Unter seiner
Eisdecke vermutet man nämlich einen Ozean, in dem es durchaus lebensfreundlich
sein könnte. Nun haben Experimente gezeigt, dass sich auch bestimmte irdische
Mikroorganismen hier durchaus wohlfühlen würden.
In aufwändigen Experimenten stellten die
Wissenschaftler die Bedingungen nach, wie sie
vermutlich auf Enceladus vorherrschen und
untersuchten anschließend die
Methan-Produktivität.
Foto: Simon Rittmann [Großansicht] |
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um den Biologen Simon Rittmann von
der Universität Wien gingen der Frage nach, ob mikrobielles Leben, wie wir es
von der Erde her kennen, auch auf anderen Himmelskörpern möglich ist. Dazu
verwendeten sie Mikroorganismen aus der Gruppe der Archaea, da diese
Stoffwechsel mit Wasserstoff und Kohlendioxid betreiben sowie hohe Temperaturen
und Druck aushalten können, wie sie etwa auf dem Saturnmond Enceladus vermutet
werden. In einer jetzt vorgestellten Studie konnten sie zeigen, dass
insbesondere ein Archaea-Stamm aus der japanischen Tiefsee prinzipiell auch
unter den möglichen Eismond-Bedingungen vermehrungsfähig wäre.
Die im September 2017 erfolgreich beendete Cassini-Mission der NASA
flog auch einige Mal durch die Wassereisfontänen des Saturnmonds Enceladus. Die
unzähligen Geysire dieses Eismondes emittieren Wassereis mehrere Kilometer weit
ins All. Die Analyse der Zusammensetzung dieser ergab, dass im Inneren von
Enceladus alle wesentlichen Zutaten für Leben vorkommen – nämlich Wasser und die
Elemente Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Schwefel. Außerdem
wurden auch Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Methan, molekularer Wasserstoff,
Ammoniak und viele weitere Moleküle entdeckt.
Unter der Leitung von Simon Rittmann vom Department für Ökogenomik und
Systembiologie der Universität Wien untersuchte ein interdisziplinäres Team
zusammen mit der Johannes Kepler Universität Linz, der Krajete GmbH, der
Universität Hamburg und der Universität Bremen, ob mikrobielles Leben auch unter
den auf Enceladus herrschenden Bedingungen möglich sein könnte. Dafür
verwendeten sie methanogene Mikroorganismen (Methanogene) aus der Gruppe der
Archaea. Da in den Wassereisfontänen größere Mengen von molekularem Wasserstoff
und Kohlendioxid nachgewiesen wurden, nutzten die Forscher Methanogene, welche
diesen Waserstoff als Energiequelle und Kohlendioxid als Energie- und
Kohlenstoffquelle zu Methan umwandeln können. "Insbesondere ein Stamm aus
der japanischen Tiefsee, der an sehr hohe Temperaturen und hohen Druck angepasst
ist, war besonders geeignet", erklärt Rittmann.
In aufwändigen Experimenten stellte das Team die möglichen Bedingungen nach,
wie sie vermutlich auf Enceladus vorherrschen, und untersuchten anschließend die
Methan-Produktivität der Methanogenen. Neben den biologischen Experimenten, die
an den Universitäten Wien und Linz durchgeführt wurden, waren auch die
astronomisch-geologischen Modellierungen von den Universitäten Hamburg und
Bremen ein wichtiger Teil der Studie, damit die chemisch-physikalischen
Bedingungen, wie sie vermutlich unter dem Eismantel von Enceladus vorherrschen,
nachgestellt werden konnten.
"Wir haben gezeigt, dass Methanogene unter Enceladus-ähnlichen Bedingungen
vermehrungsfähig sind und ein Teil des in den Wassereisfontänen nachgewiesenen
Methan daher prinzipiell biologischen Ursprungs sein könnte", so Rittmann. "Man
muss allerdings berücksichtigen, dass die im Labor nachgestellten Bedingungen
nicht zwangsläufig denen des unterirdischen Wasserozeans auf Enceladus
entsprechen müssen. Diese basieren auf Extrapolationen, die von den Cassini-Daten
abgeleitet wurden und naturgemäß fehlerbehaftet sind", so Christa Schleper,
Leiterin der Abteilung für Archaea Biologie und Ökogenomik an der Universität
Wien.
Falls es wirklich methanogenes Leben auf Enceladus geben sollte, könnte dies
durch typische Biosignaturen wie z.B. Lipide oder bestimmte Isotopenverhältnisse
von Kohlendioxid und Methan nachgewiesen werden. Die Studie weist aber auch auf
einen anderen Aspekt hin. Die Daten zeigen, dass möglicherweise eine Gefahr der
Kontamination solcher Eismonde mit irdischen Organismen durch Raumsonden von der
Erde besteht.
Ihre Ergebnisse beschreibt das Team in einem
Artikel in der Fachzeitschrift Nature Communications.
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