München (OTS) – München (ots)
– Saturns Eismond Enceladus könnte lebensfreundlicher sein als bisher
angenommen.
– Ein Team um den LMU-Geobiologen Professor William Orsi konnte in
einem Laborexperiment nachweisen, dass bestimmte Mikroorganismen in
seinem verborgenen Ozean überleben könnten.
– Die Versuche zeigen, wie seine einzigartige Geochemie womöglich
geeignete Bedingungen für die Entstehung mikrobiellen Lebens schafft.
Der Saturnmond Enceladus ist einer der wenigen Orte in unserem
Sonnensystem, an dem Bedingungen herrschen, unter denen Leben
entstehen könnte. Eine neue Studie unter der Leitung des LMU-
Geobiologen Professor William Orsi zeigt nun anhand von Experimenten
konkret, dass und wie bestimmte Mikroorganismen dort überleben
könnten.
Orsis Team hat dafür im Labor die Bedingungen auf dem Meeresboden
von Enceladus nachgebildet und dabei entdeckt, dass
wasserstoffkonsumierende methanproduzierende Archaeen mit dieser
unwirtlichen Umgebung zurechtkommen. Bisher hatte man angenommen,
dass diese Umgebung tödlich für solche anaeroben Archaeen ist. Die
Studie, an der neben der LMU auch die Woods Hole Oceanographic
Institution, die Universität Regensburg und die Freie Universität
Berlin beteiligt waren, ist kürzlich in der Fachzeitschrift Science
Advances erschienen.
„Enceladus gilt als einer der vielversprechendsten Orte für die
Suche nach außerirdischem Leben“, sagt Dr. Vanessa Helmbrecht ,
Erstautorin der Studie. „Unsere Experimente zeigen, dass seine
einzigartige Geochemie Bedingungen schaffen könnte, die für
mikrobielles Leben noch günstiger sind, als wir bisher angenommen
hatten.“
Simulation eines außerirdischen Meeresbodens
Die Forschenden nutzten eine spezielle anoxische Kammer, um eine
Art „Enceladus-Simulation“ – zu schaffen. Die Sauerstoffkonzentration
darin war extrem niedrig – etwa 10.000-mal geringer als in der
Erdatmosphäre. Unter diesen Bedingungen simulierten die Forschenden
sowohl den alkalischen Ozean des Mondes als auch seinen felsigen
Meeresboden.
Anschließend setzten sie Methanothermococcus okinawensis ein, ein
Archaeon, das normalerweise in der Nähe von hydrothermalen Schloten
in der Tiefsee auf der Erde lebt. Der Stoffwechselweg, den dieser
Einzeller zur Energienutzung verwendet, benötigt lediglich die Gase
H2 und CO2 und gilt als einer der ursprünglichsten Stoffwechselwege,
die heute noch bei Lebewesen auf der Erde vorkommen.
Die Ergebnisse waren verblüffend: Der Organismus wuchs in der
Enceladus-Simulation weiter und produzierte Methan unter Verwendung
von Wasserstoff, der durch Wasser-Gesteins-Reaktionen erzeugt wurde.
Wie Mikroben den Kohlenstoffmangel überwinden
Eine der größten Herausforderungen für potenzielles Leben auf
Enceladus ist die extrem niedrige Kohlendioxidkonzentration, die
durch den hohen pH-Wert des Ozeans verursacht wird. Das Team konnte
nachweisen, dass sich Methanothermococcus okinawensis an diesen
Umstand anpassen und mithilfe seines einzigartigen Stoffwechsels die
winzigen Mengen an verfügbarem CO2 nutzen konnte, um weiter zu
wachsen.
„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Chemie von
Enceladus selbst dazu beitragen kann, diese große Hürde zu
überwinden“, sagt William Orsi. „Die Wechselwirkung zwischen Gestein
und Wasser erzeugt nicht nur Wasserstoff als Energiequelle, sondern
schafft auch Bedingungen, die es Mikroben ermöglichen, weiterhin auf
Kohlenstoff zuzugreifen, selbst wenn CO2 extrem knapp ist.“
Weitreichende Auswirkungen auf die Suche Leben im All
Die Ergebnisse erweitern das Spektrum der Bedingungen, unter
denen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Enceladus als
möglicherweise lebensfreundlich betrachten.
„Unsere Studie beweist nicht, dass es Leben auf Enceladus gibt“,
so Orsi, „aber sie zeigt, dass wesentliche geochemische Merkmale dort
eine der ältesten Stoffwechselformen des Lebens ermöglichen könnten.
Damit stärkt sie die wissenschaftlichen Argumente für zukünftige
Missionen, bei denen Proben aus den aus dem Mondozean stammenden
Fontänen entnommen werden sollen, um darin nach mikrobiellem Leben zu
suchen.“
Die ESA hat kürzlich Pläne bekannt gegeben, genau dies mit ihrer
nächsten großen Vorzeigemission „L4“ zu tun. Der Start ist derzeit
für das Jahr 2042 vorgesehen.
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