VG-Wort Pixel

Astrobiologie US-Forscher erschüttern bisherige Vorstellung von Leben


Die US-Weltraumbehörde Nasa hat eine Lebensform mit bislang nicht für möglich gehaltenen Fähigkeiten vorgestellt. Allerdings stammt diese nicht aus dem All, sondern aus den Tiefen eines Sees. Der Fund bringt die bisherigen Erkenntnisse über das Leben ins Wanken.

Auf heißen Vulkanschloten, in Haarspray oder als absolute Einsiedler tief im Erdinneren - Bakterien sind wahre Überlebenskünstler, die selbst unter widrigsten Bedingungen gedeihen. Aber eine im Magazin "Science" vorgestellte Entdeckung verblüfft sogar hartgesottene Mikrobiologen: In den Tiefen eines kalifornischen Salzsees haben US-Forscher eine Lebensform ausfindig gemacht, welche die bisherigen wissenschaftlichen Vorstellungen von Leben grundsätzlich in Frage stellt. Der Nachweis des Bakteriums in lebensfeindlicher Umgebung, das im Gegensatz zu bislang bekannten Lebensformen von dem chemischen Element Arsen lebt, dürfte der Suche nach neuem Leben auf der Erde und im Weltall neuen Auftrieb geben.

Die Nasa bezeichnet die Studie als "astrobiologische Entdeckung, die Auswirkungen auf die Suche nach Beweisen für außerirdisches Leben haben wird". Am Donnerstagabend gab die US-Weltraumbehörde eine Pressekonferenz, die live auf der Webseite der Nasa verfolgt werden konnte. Mit der Ankündigung trat die Behörde eine Fülle von Spekulationen über den möglichen Fund von Leben im Weltall los. In einigen Medien sowie im Internet wurde wild spekuliert, ob es dabei um neue Erkenntnisse zu "Aliens" gehen könnte. Der Co-Autor der Studie, Ariel Anbar, dämpfte die Erwartungen. Der Wert der Entdeckung liege vielmehr im Prinzip: Wenn es in dem kalifornischen Salzsee Leben gebe, das bislang nicht für möglich gehalten wurde, "dann könnte es auch andere Ausnahmen geben".

Arsen statt Phosphor

Das Bakterium vom Grund des Sees Mono Lake erschüttert das Paradigma, dass alles Leben sich in den chemischen Grundzügen ähnelt. Bisher waren Biowissenschaftler davon ausgegangen, dass organisches Leben nur mit sechs chemischen Bausteinen möglich ist: Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Phosphor und Schwefel. Auf diesen Elementen baut auch das menschliche Leben auf. Das Bakterium GFAJ-1 hingegen basiert auch auf Arsen: Es lebt von dem Element und baut es auch in sein Erbgut (DNA) und seine Zellmembranen ein. "Es handelt sich um irdisches Leben, aber nicht um Leben, wir wir es bisher kennen", sagte die Nasa-Astrobiologin Mary Yoytek am Donnerstag in Washington.

"Das Neue hier ist, dass Arsen als Baustein für einen Organismus benutzt wird", erklärt Anbar. "Bislang hatten wir die Vorstellung, dass Leben ohne Ausnahme die sechs (anderen) Elemente benötigt, und nun scheint es da eine Ausnahme zu geben." Damit sei zum ersten Mal belegt, dass einer der zentralen Bausteine allen irdischen Lebens durch ein anderes Element ersetzt werden kann.

In der Folge müsse die Wissenschaft ihre Vorstellung von Leben grundsätzlich überprüfen: "Wir sind bislang stark beeinflusst von der Form von Leben, die wir kennen", sagte Anbar. Nun tauchten neue Fragen auf: "Wir weit müssen wir unsere Vorstellung ausdehnen? Wie anders kann Leben sein - und dennoch funktionieren?" Hinzu komme die Frage, ob ähnliches Leben in ähnlicher Umgebung auch im Weltraum möglich sei. "Wir haben die Tür einen Spalt weit geöffnet und sehen, was auch andernorts im Universum möglich ist. Und das ist entscheidend", sagte Felisa Wolfe-Simon vom Astrobiologie-Institut der Nasa.

Unwirtliche Lebensbedingungen

Begonnen hatte die Entdeckung mit einer rein theoretischen Überlegung: Im Jahr 2009 hatten Anbar und seine Kollegen Felisa Wolfe-Simon und Paul Davies ein wissenschaftliches Papier mit der Hypothese veröffentlicht, dass Arsen in Lebensformen auf der Erde das chemisch ähnliche Element Phosphor ersetzen könnte. Der praktische Nachweis für die Hypothese stand zunächst aber noch aus. "Wir nahmen an, dass sich solche Organismen in den Urzeiten der Erde entwickelt haben könnten und noch heute in ungewöhnlichen Umgebungen existieren", erklärte Wolfe-Simon.

Das Forscherteam machte sich auf die Suche im kalifornischen Mono Lake, der für seinen hohen Salz- und Arsengehalt bekannt ist. Im Labor züchteten sie Bakterien aus dem Sediment des unwirtlichen Sees. Dabei erhöhten sie allmählich die Arsen-Konzentration des Wachstumsmediums. Phosphor gaben sie dem Nährboden hingegen nicht zu. Am Ende verblieb eine Bakterienart, die unter diesen Bedingungen überleben und sogar wachsen konnte. Die Forscher identifizierten sie als den Stamm GFAJ-1 aus der Familie der Halomonadaceae.

Wandelbares Leben

Für die meisten Lebewesen ist Arsen hochgiftig: Der Stoffwechsel kann die beiden Elemente in ihrer biologisch aktiven Form nicht auseinanderhalten. Wird jedoch Arsen anstelle von Phosphor aufgenommen, funktionieren zentrale biochemische Vorgänge nicht mehr.

"Diese Untersuchung erinnert uns daran, dass das Leben, wie wir es kennen, viel flexibler sein kann als wir normalerweise annehmen oder uns vorstellen können", sagt Wolfe-Simon. "Wenn etwas hier auf der Erde so etwas Unerwartetes tun kann - was kann das Leben dann noch, was wir noch nicht gesehen haben?"

lea/AFP/DAPD/DPA DPA

Mehr zum Thema


Wissenscommunity


Newsticker