Dieser Test hilft bei der Suche nach außerirdischem Leben

Die Erforschung des Weltraums und die Suche nach außerirdischem Leben fasziniert die Menschheit seit Langem. Ein vielversprechender Ansatz besteht darin, nach beweglichen Mikroorganismen zu suchen, die sich eigenständig fortbewegen können. Diese Fähigkeit, auch als Chemotaxis bezeichnet, tritt auf, wenn ein Organismus durch eine bestimmte Chemikalie dazu gebracht wird, sich in deren Richtung zu bewegen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Technischen Universität (TU) Berlin  haben nun eine neue, vereinfachte Methode entwickelt, die bei einigen der kleinsten Lebensformen auf der Erde eine solche chemotaktische Beweglichkeit auslöst. Ihre Erkenntnisse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift „Frontiers in Astronomy and Space Sciences“, könnten die Suche nach Leben im All entscheidend voranbringen.

In ihrer Studie untersuchten die Forschenden drei Arten von Mikroben – zwei Bakterienstämme und eine Spezies der Archaeen. Max Riekeles, einer der beteiligten Wissenschaftler, erklärt: „Wir haben festgestellt, dass sich alle drei Arten auf die Aminosäure L-Serin zubewegten. Das könnte ein aussagekräftiger Hinweis auf Leben sein und zukünftige Weltraummissionen bei der Suche nach lebenden Organismen auf dem Mars oder anderen Himmelskörpern unterstützen.“ Die ausgewählten Mikrobenarten zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, in extremen Umgebungen zu überleben. Bacillus subtilis beispielsweise kann in seiner Sporenform Temperaturen von bis zu 100 Grad Celsius (°C) standhalten, während Pseudoalteromonas haloplanktis, isoliert aus antarktischen Gewässern, in kälteren Regionen zwischen -2,5 °C und 29 °C gedeiht. Das Archaeon Haloferax volcanii wiederum ist an stark salzhaltige Lebensräume wie das Tote Meer angepasst.

Mikroben reagieren auf L-Serin

Riekeles betonte die Bedeutung der Untersuchung von Bakterien und Archaeen, da diese zu den ältesten Lebensformen der Erde gehören, sich jedoch auf unterschiedliche Weise fortbewegen und unabhängig voneinander Bewegungssysteme entwickelt haben. Indem beiden Gruppen einbezogen wurden, ließ sich die Zuverlässigkeit der Methoden zum Erkennen von Leben erhöhen. Die Wahl von L-Serin als Auslöser der Chemotaxis basiert darauf, dass diese Aminosäure bereits bei einer Vielzahl von Organismen aus allen Bereichen des Lebens eine emtsprechende Reaktion hervorgerufen hat. Zudem wird vermutet, dass L-Serin auch auf dem Mars vorkommt. Sollte das Leben auf dem roten Planeten eine ähnliche Biochemie aufweisen wie auf der Erde, ist es denkbar, dass L-Serin potenzielle Marsmikroben anlocken könnte.

Die Ergebnisse der Studie zeigten, dass L-Serin für alle drei untersuchten Mikrobenarten als Lockstoff fungierte. Besonders die Verwendung von H. volcanii erweitert das Spektrum an Lebensformen, die mithilfe von chemotaxisbasierten Methoden nachgewiesen werden können. Da dieser Organismus in sehr salzhaltigen Umgebungen gedeiht, könnte er als Modell für die Art von Leben dienen, die möglicherweise auf dem Mars existiert. Die Forscherinnen und Forscher setzten bei ihrer Untersuchung auf einen einfachen Ansatz, der entscheiden könnte, ob eine Methode bei zukünftigen Weltraummissionen praktikabel ist oder nicht. Anstelle komplexer Apparaturen verwendeten sie einen Objektträger mit zwei durch eine dünne Membran getrennten Kammern. Auf einer Seite wurden die Mikroben platziert, auf der anderen L-Serin hinzugefügt.

Vereinfachte Methode ermöglicht Einsatz bei Weltraummissionen

Riekeles erklärte das Prinzip: „Wenn die Mikroben lebendig sind und sich bewegen können, schwimmen sie durch die Membran zum L-Serin. Diese Methode ist unkompliziert, kostengünstig und erfordert keine leistungsstarken Computer zur Auswertung der Ergebnisse.“ Allerdings müssten für den Einsatz bei einer Mission im All noch einige Anpassungen vorgenommen werden, wie die Forschenden anmerkten. Dazu gehören kompaktere und robustere Geräte, die den rauen Bedingungen der Raumfahrt standhalten, sowie ein System, das ohne menschliches Eingreifen automatisch funktioniert. Sobald diese Herausforderungen gemeistert sind, könnte die Bewegung von Mikroben dazu beitragen, mögliche Lebensformen im Weltraum aufzuspüren, etwa im Ozean des Jupitermondes Europa.

Mikroben als Wegbereiter für die Entdeckung außerirdischen Lebens

Die Erkenntnisse der Berliner Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verdeutlichen, wie die scheinbar simpelsten Lebensformen dazu beitragen können, die Grenzen des menschlichen Wissens über das Universum zu erweitern. Mikroben, oft unterschätzt und dem bloßen Auge verborgen, erweisen sich in diesem Fall als unverzichtbare Verbündete. Ihre Fähigkeit, auf chemische Reize zu reagieren und sich gezielt zu bewegen, könnte letzten Endes der Schlüssel sein, um die Existenz außerirdischer Organismen nachzuweisen.