Leben gefunden, wie wir es noch nicht kannten

Der Mono Lake bietet ein Bild, wie man sich auch die Landschaft auf einem anderen Planeten vorstellen könnte. Bild: Nasa

Wissenschaftler haben Bakterien entdeckt, die sich von Arsen ernähren und das Gift einbauen können, was für Organismen, wie wir sie kennen, tödlich ist

Irdisches Leben besteht aus Kohlenstoff, Wasser, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Schwefel sowie aus metallischen Spurenelementen. Nun haben amerikanischer Astrobiologen aber ein Bakterium entdeckt, das sich anstatt von Phosphor von dem Giftstoff Arsen ernähren soll - und damit deutlich macht, dass man auch nach anderen chemischen Substanzen als den bislang angenommenen suchen muss, um neue Organismen auf der Erde, aber eben auch möglicherweise im Weltraum entdecken zu können.

Bei den Bakterien, die die Wissenschaftler des Teams von Felisa Wolfe-Simon in dem kalifornischen Mono Lake im Sediment gefunden haben, handelt es sich um den Stamm GFAJ-1, der zur Familie der Halomonadaceae gehört. Während die bekannten Organismen mit der üblichen Zusammensetzung aus den 6 substantiellen chemischen Elementen (englisch abgekürzt zu: CHNOPS) sterben, wenn sie Arsen anstatt Phosphat in ihren Körper einbauen, machen dies hingegen die "Alien"-Bakterien, so gedeihen sie. Arsen und Phosphor gleichen sich und können im Körper substituiert werden, normalerweise im Fall von Arsen eben mit tödlichen Folgen. Der Mono Lake ist sehr salzig und enthält eine hohe Arsenkonzentration.

GFAJ-1-Bakterien, die Arsen aufnahmen, sehen gut ernährt aus. Bild: Nasa

Für ihre von der Nasa finanzierte Studie, die in der Zeitschrift Science erschienen ist, legten sie aus Sedimentproben Kulturen an und untersuchten, unter welchen Bedingungen die GFAJ-1 am besten leben und sich reproduzieren. Offenbar ist eine hohe Arsenkonzentration, das Fehlen von Phosphat und das Vorhandensein von Glukose die richtige Umgebung für die Giftbakterien, die allerdings an der Stelle von Arsen auch Phosphor aufnehmen können, dann aber weniger groß werden und sich langsamer vermehren. Arsen wurde bei den Bakterien in manchen Biomolekülen, aber auch in der DNA gefunden.

GFAJ-1-Bakterien, die statt Arsen Phosphor aufnahmen, haben ein geringeres Volumen. Bild: Nasa

Die Bakterien können also sowohl in phosphorhaltiger, als auch in arsenhaltiger Umgebung gedeihen, Phosphor oder Arsen aufnehmen und letzteres auf noch unbekannte Weise in Biomoleküle einbauen. Da die Bakterien also durchaus auch wie alle anderen auch Phosphor anstatt Arsen aufnehmen können, sind sie nicht wirklich fremdartige Lebewesen, aber doch sehr flexibler als die bislang bekannten. Zwar waren bereits Bakterien bekannt, die Arsen "einatmen" können, aber die Fähigkeit, Arsen in den Körper einzubauen, ist neu.

"Leben, wie wir es kennen", so der Biochemiker und Astrobiologe Anbar, Mitglied des "Follow the Elements"-Teams des NASA Astrobiology Institute an der Arizona State University, "benötigt einige chemische Verbindungen und schließt andere aus. Aber sind dies die einzigen Optionen?", fragt er rhetorisch.

Bislang hat bei Weltraummissionen nach den CHNOPS-Elementen gesucht, um mögliches Leben aufzuspüren. Nun hat man die Bestätigung, dass es auch weitere Möglichkeiten gibt, zumindest aber, dass die Listen durch Arsen erweitert werden sollte. Die Astrobiologen erwarten daher, dass die nun entdeckten Bakterien nur die Spitze eines Eisbergs von neuen Organismen sein werden, die sich noch auf der Erde und im Weltall finden lassen. "Die Definition des Lebens ist gerade erweitert worden", freut sich Ed Weiler vom Science Mission Directorate der Nasa. "Bei der Weiterführung der Versuche, Spuren des Lebens im Sonnensystem zu finden, müssen wir breiter und unterschiedlicher denken und auch Leben im Auge behalten, wie wir es nicht kennen." Und Missionen, die Aussicht haben, Spuren von Leben zu entdecken, sind nicht nur populär, sondern werden vermutlich auch eher finanziert. (Florian Rötzer)

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