Neue Forschungsergebnisse der Johns Hopkins University legen nahe, dass mikroskopisch kleines Leben überraschend widerstandsfähig ist und dem extremen Druck standhalten kann, der entsteht, wenn es durch einen Asteroideneinschlag von einem Planeten geschleudert wird. Diese Entdeckung untermauert die umstrittene Theorie der Lithopanspermie – die Idee, dass sich Leben zwischen in Gestein eingeschlossenen Welten ausbreiten kann. Die in der Fachzeitschrift PNAS Nexus veröffentlichten Ergebnisse könnten erhebliche Auswirkungen darauf haben, wie wir nach außerirdischem Leben suchen und andere Planeten vor Kontamination schützen.
Simulation von Weltraumstartbedingungen
Wissenschaftler unter der Leitung der Doktorandin Lily Zhao simulierten mit einer leistungsstarken Gaskanone den starken Druck, dem eine Mikrobe während eines Asteroidenausstoßes ausgesetzt wäre. Die Waffe feuerte eine Stahlplatte in eine Schicht von Deinococcus radiodurans – einem Bakterium, das für seine extreme Widerstandsfähigkeit bekannt ist – bei Drücken von mehr als 2,4 Gigapascal (Zehntausende Male der atmosphärische Druck der Erde). Entgegen den Erwartungen überlebte die überwiegende Mehrheit der Mikroben, wobei die Überlebensraten in ersten Tests 95–97 % erreichten. Selbst beim höchsten erreichbaren Druck blieben rund 60 % der Zellen lebensfähig.
Dieses Experiment schließt eine wichtige Lücke in der Lithopanspermie-Forschung: den Mangel an zuverlässigen Daten zum mikrobiellen Überleben unter Aufprallbedingungen. In früheren Studien fehlten oft präzise Messungen der Drücke, denen einzelne Zellen ausgesetzt waren. Das Johns-Hopkins-Team kontrollierte diese Variable, indem es Zellen in einer gleichmäßigen Schicht züchtete und so sicherstellte, dass jede der gleichen Kraft ausgesetzt war.
Warum das wichtig ist: Vom Mars zum Phobos
Die Studie wurde durch Fragen zur Möglichkeit der Übertragung von Leben zwischen Planeten und Monden motiviert. Der Perseverance-Rover der NASA hat bereits Hunderte von Meteoriten auf der Erde identifiziert, die vom Mars stammen, was darauf hindeutet, dass solche Transfers physikalisch möglich sind. Die Forschung ging ursprünglich auf eine Studie der National Academies zurück, in der die Wahrscheinlichkeit bewertet wurde, dass Mikroben vom Mars zum Mond Phobos wandern. Diese wurde aufgrund fehlender Überlebensdaten als gering eingeschätzt.
Die Ergebnisse des Teams legen nahe, dass das Überleben der Mikroben während des Auswurfs möglicherweise nicht der primäre limitierende Faktor für den interplanetaren Transfer ist. Andere Herausforderungen – wie Strahlenbelastung, extreme Temperaturen und anhaltende Dehydrierung – bleiben erhebliche Hürden. Die im Experiment gezeigte schiere Widerstandsfähigkeit verschiebt jedoch die Wahrscheinlichkeit von nahezu unmöglich zu potenziell plausibel.
Extremophile: Die ultimativen Überlebenden
Die Wahl von D. radiodurans war absichtlich. Dieser „Superbakterium“ gedeiht in rauen Umgebungen, einschließlich hoher Strahlung, extremer Dehydrierung und kalten Temperaturen – Bedingungen, die denen im Weltraum ähneln. Die Mikrobe wurde sogar in der Atacama-Wüste gefunden, einer der unwirtlichsten Umgebungen der Erde.
Die überlebenden Zellen erlitten tatsächlich einige Schäden – ihre Außenhülle war beeinträchtigt und ihre normalen Funktionen waren vorübergehend gestört. Doch innerhalb weniger Stunden nahmen sie ihr Wachstum und ihre Teilung wieder auf, was die außergewöhnlichen Reparaturmechanismen innerhalb dieser Organismen deutlich machte. Die Studie unterstreicht, dass selbst einzelliges Leben Kräften standhalten kann, die komplexere Organismen auslöschen würden.
Implikationen für den Planetenschutz
Die Ergebnisse werfen auch Bedenken hinsichtlich des Schutzes des Planeten auf. Raumfahrtbehörden sterilisieren bereits Raumfahrzeuge, um eine versehentliche Kontamination anderer Welten zu verhindern. Einige widerstandsfähige Mikroben überleben diese Prozesse jedoch zwangsläufig. Die neue Forschung legt nahe, dass bestimmte Organismen, wie D. radiodurans, kann auch nach gründlicher Reinigung bestehen bleiben.
Dies wirft Fragen zur Wirksamkeit aktueller Sterilisationsprotokolle auf, insbesondere für Missionen, die auf potenziell bewohnbare Umgebungen wie den Mars oder seinen Mond Phobos abzielen. Abgestorbene Mikroben können immer noch Spuren von DNA hinterlassen, was die Entdeckung einheimischen Lebens erschwert. Einige Forscher schlagen vor, dass für bestimmte Planetenkörper strengere Protokolle erforderlich sein könnten.
Zusammenfassend liefert die Johns Hopkins-Studie überzeugende Beweise dafür, dass mikrobielles Leben weitaus robuster ist als bisher angenommen. Auch wenn der interplanetare Transfer noch Zukunftsmusik ist, deuten die Ergebnisse darauf hin, dass die Möglichkeit einer Ausbreitung des Lebens zwischen den Welten nicht völlig abwegig ist. Diese Arbeit bestärkt die Idee, dass Leben, wenn es anderswo in unserem Sonnensystem – oder darüber hinaus – existiert, wahrscheinlich in Form von robusten, widerstandsfähigen Mikroorganismen vorliegt.
