Wenn es um die Suche nach Mikroben auf dem Mars geht, ist es ein guter Anfang, einen Roboter-Rover in die trockenste Umgebung der Erde zu schicken. Und sollten wir diese Einzeller auf dem Roten Planeten finden, haben Wissenschaftler eine Idee, wie wir sie benennen könnten.
Wie in einer im Februar 2019 in der Zeitschrift Frontiers in Microbiology veröffentlichten Studie beschrieben , erforschte ein Forscherteam die extreme Umgebung der chilenischen Atacama-Wüste. Sie wollten Strategien entwickeln, mit denen zukünftige Roboterforscher die Verstecke von Marsmikroben aufspüren könnten.
Im Jahr 2020 werden sowohl die NASA als auch die Europäische Weltraumorganisation ihre ersten lebensjagenden Rover zum Roten Planeten starten (die Rover-Missionen Mars 2020 bzw. ExoMars), daher müssen Missionsmanager wissen, wo sie suchen müssen.
Mars ... auf der Erde
Die Atacama-Wüste ist ungefähr so extrem, wie es nur geht, damit das Leben ein Dasein fristet. Die Region ist nicht nur knochentrocken – der Kern der Wüste bekommt jahrzehntelang keinen Niederschlag –, sondern erhält aufgrund ihrer Höhenlage auch ein hohes Maß an schädlicher ultravioletter Strahlung. Außerdem ist der Boden extrem salzhaltig. Diese Faktoren sollten die Atacama-Wüste lebenslang giftig machen, aber laut Teamleiter Stephen Pointing, Professor am Yale-NUS College in Singapur, überleben einige der Bakterienarten direkt unter der Oberfläche „direkt an der Grenze der Bewohnbarkeit“. Und das sind sehr gute Nachrichten für die Aussicht, Mikroben auf dem Mars zu finden.
Das Team von Pointing setzte ein autonomes, auf einem Rover montiertes Bohr- und Probenahmegerät in der Atacama-Wüste ein, um zu sehen, ob es Bodenproben mit Mikroben bis zu einer Tiefe von 80 Zentimetern (etwas mehr als 2,5 Fuß) entnehmen könnte. Zum Vergleich wurden Proben auch von Hand ausgegraben. Durch DNA-Sequenzierung stellten die Forscher fest, dass das Bakterienleben in den Proben beider Methoden ähnlich war, was bestätigte, dass diese robusten Bakterien existieren, und dass die autonome Extraktionsmethode erfolgreich war. Dieser Testlauf nährt die Hoffnung, dass ein Roboter sie finden kann, wenn auch Mikroben direkt unter der Marsoberfläche gedeihen.
„Diese Ergebnisse geben Anlass zu Optimismus, dass bakterielles Leben die Bedingungen des Marsuntergrundes tolerieren könnte“, sagt Pointing. Aber das Auffinden mikrobieller Biosignaturen auf dem Mars, warnt er, könnte für einen ferngesteuerten Mars-Rover sehr schwierig sein, da sie herausfanden, dass die Bakterienpopulation unter der Oberfläche extrem lückenhaft war, was mit erhöhten Salzgehalten korrelierte, die die Verfügbarkeit von Wasser für die Mikroben einschränkten Zugriff auf.
„Die lückenhafte Natur der Kolonisierung deutet darauf hin, dass ein Rover bei der Suche nach Marsbakterien mit einem ‚Nadel im Heuhaufen‘-Szenario konfrontiert wäre“, sagt er.
Leben im Untergrund
Frühere Studien haben die allgegenwärtige Population von "relativ unauffälligen" photosynthetischen Bakterien (Mikroorganismen, die ihre Energie aus Sonnenlicht beziehen) beschrieben, die die Oberfläche der Wüste bevölkern. Die Dinge beginnen, direkt unter der Oberfläche viel interessanter – und in der Tat fremder – zu werden, fügt Pointing hinzu.
„Wir haben gesehen, dass die Bakteriengemeinschaft mit zunehmender Tiefe von Bakterien dominiert wurde, die in den extrem salzigen und alkalischen Böden gedeihen können“, sagt er. „Sie wiederum wurden in Tiefen bis zu 80 Zentimetern durch eine einzige spezifische Gruppe von Bakterien ersetzt, die durch Metabolisierung von Methan überleben.“
Diese spezialisierten Mikroben wurden zuvor in tiefen Minenschächten und anderen unterirdischen Umgebungen gefunden, aber sie wurden noch nie unter der Oberfläche einer trockenen Wüste gesehen. „Den von uns entdeckten Bakteriengemeinschaften fehlte es bemerkenswert an Komplexität, und dies spiegelt wahrscheinlich den extremen Stress wider, unter dem sie sich entwickeln“, sagt Pointing.
Das Auffinden hochspezialisierter Mikroben, die in den extrem trockenen, salzigen und alkalischen Mars-ähnlichen Böden in der Atacama-Wüste gedeihen können, deutet darauf hin, dass methanverwertende Bakterien auch auf dem roten Planeten gedeihen könnten.
Wenn Sie sich an den Ärger über die Entdeckung erhöhter Methankonzentrationen erinnern, die im Laufe der Jahre von verschiedenen Raumfahrzeugen auf dem Mars beobachtet wurden (zuletzt Messungen des NASA-Rover Curiosity), werden Sie verstehen, warum Mars-Methan eine große Sache ist. Auf der Erde erzeugen biologische und geologische Prozesse Methan, und Mikroben wiederum können Methan in Energie umwandeln.
Die Entdeckung von Methan in der Marsatmosphäre könnte bedeuten, dass im Untergrund eine Art aktiver Biologie vor sich geht. Um dies zu bestätigen, brauchen wir mikrobensuchende Missionen, die unter der Oberfläche bohren – und jetzt haben wir eine Strategie, um sie aufzuspüren.
Wie man Marsmikroben nennt
Sollte mikrobielles Leben auf dem Mars gefunden werden, wäre dies zweifellos die bedeutendste wissenschaftliche Entdeckung in der Geschichte der Menschheit. Aber wie würden wir in der stolzen menschlichen Tradition, neuen Dingen Namen zu geben, unsere neu entdeckten Marsnachbarn nennen? Würden wir einfach das System kopieren, wie wir das Leben auf der Erde benennen?
„Die Art und Weise, wie wir [terrestrischen] Bakterien lateinische Namen zuweisen, basiert auf ihrer evolutionären Verwandtschaft zueinander, und wir messen dies anhand ihres genetischen Codes“, sagt Pointing. „Die Benennung von Marsbakterien würde einen völlig neuen Satz lateinischer Namen auf höchster Ebene erfordern, wenn Marsbakterien eine völlig separate evolutionäre Linie wären – das heißt, sie haben sich in einem Ereignis der ‚zweiten Genese‘ aus einem anderen gemeinsamen Vorfahren der Erdbakterien entwickelt.“
Zugegeben, wenn wir feststellen, dass der genetische Code des Lebens auf dem Mars dem Leben auf der Erde ähnlich ist, könnte es sein, dass das Leben in der alten Vergangenheit durch einen massiven Einschlag von der Erde auf den Mars übertragen wurde – ein Mechanismus, der als Panspermie bekannt ist – aber wenn wir wirklich einen finden neuen genetischen Code, der auf dem Mars entstanden ist, wären die Auswirkungen auf unser Verständnis des Lebens tiefgreifend.
Pointing kommt zu dem Schluss: „Wenn wir wirklich ‚einheimische‘ Marsbakterien finden, würde ich gerne eines nennen und es Planeta-desertum superstes nennen , was auf Lateinisch ‚Überlebender auf dem Wüstenplaneten‘ bedeutet.
Nun, das ist interessant
In der Atacama-Wüste sehen Sie vielleicht nicht viel Vegetation oder Regen, aber Sie werden viele Sterne sehen. Die Region beherbergt das ALMA-Observatorium und eine aufstrebende Astrotourismus-Industrie für all diese Sterngucker.
