Astrobiologie: Mikrobielle Bewegung könnte außerirdische Leben verraten
Forschende der TU Berlin haben herausgefunden, dass
bestimmte Mikroben gezielt auf eine chemische Substanz reagieren und sich aktiv
darauf zubewegen – ein Prinzip, das künftig dabei helfen könnte, Leben auf
anderen Planeten aufzuspüren. Die Ergebnisse könnten Weltraummissionen
entscheidend verändern, denn die neue Methode ist nicht nur einfach, sondern
auch schnell und kosteneffizient.
ASTROBIOLOGIE
Mikrobielle Bewegung könnte außerirdische Leben verraten
Redaktion
/ Pressemitteilung der TU Berlin
22. April 2025
Das Team um Dr. Max Riekeles von der Forschungsgruppe Astrobiologie der TU
Berlin konnte zeigen, dass die gezielte Bewegung von Mikroorganismen als
Biosignatur genutzt werden kann. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
untersuchten drei verschiedene Mikrobenarten – zwei Bakterien und ein Archaeon –
und stellten fest, dass sie sich alle auf die Aminosäure L-Serin zubewegen.
Diese als Chemotaxis bekannte Bewegung ist eine Reaktion auf chemische Reize und
dient Mikroben dazu, Nahrungsquellen zu finden. „Unsere Ergebnisse legen nahe,
dass die Bewegung von Mikroben eine wertvolle Methode zur Lebensdetektion auf
anderen Planeten sein könnte“, erklärt Riekeles. „Insbesondere wenn Leben auf
dem Mars eine ähnliche Biochemie wie auf der Erde besitzt, könnte L-Serin als
Lockstoff dienen.“ Das bedeutet, dass ein einfacher Test, der auf der Bewegung
von Mikroben basiert, Hinweise auf Leben liefern könnte, ohne dass aufwendige
chemische Analysen notwendig sind.
Die untersuchten Mikroorganismen wurden gezielt aufgrund ihrer
Widerstandsfähigkeit gegen extreme Umweltbedingungen ausgewählt. Das
hochbewegliche Bakterium Bacillus subtilis kann in Sporenform Temperaturen bis
zu 100 °C überleben. Pseudoalteromonas haloplanktis wurde aus antarktischen
Gewässern isoliert und gedeiht bei Temperaturen von -2,5 °C bis 29 °C. Das
Archaeon Haloferax volcanii gehört zu einer Gruppe, die Bakterien ähnlich ist,
sich aber genetisch von ihnen unterscheidet. Es lebt in hochsalzhaltigen
Umgebungen wie dem Toten Meer.
„Bakterien und Archaeen sind zwei der ältesten Lebensformen auf der Erde,
aber sie bewegen sich auf unterschiedliche Weise und haben unabhängig
voneinander Motilitätssysteme entwickelt“, erklärt Riekeles. „Indem wir beide
Gruppen testen, können wir Methoden zur Lebensdetektion für Weltraummissionen
zuverlässiger machen.“ Die Forschenden verwendeten die Aminosäure L-Serin, um
die Mikroben zur Bewegung zu bringen. Frühere Studien haben bereits gezeigt,
dass L-Serin für viele Organismen aus allen Lebensdomänen ein chemotaktischer
Reiz ist. Auch wird vermutet, dass L-Serin auf dem Mars existiert. Falls das
dortige Leben eine ähnliche Biochemie wie auf der Erde hat, wäre es denkbar,
dass L-Serin potentielle marsianische Mikroben anziehen könnte.
Das Forscherteam entwickelte eine vereinfachte Testmethode, die auf einer
zweigeteilten Kammer mit einer Membran basiert. Mikroben werden auf einer Seite
platziert, während auf der anderen Seite L-Serin eingefügt wird. Falls die
Mikroben leben und beweglich sind, schwimmen sie durch die Membran zur
Nahrungsquelle. „Diese Methode ist einfach, kostengünstig und benötigt keine
aufwendigen Trackingmethoden“, so Riekeles. Die Besonderheit dieses Ansatzes
liegt in seiner Einfachheit: Anstatt aufwendige Messgeräte mitzunehmen, könnte
ein Experiment dieser Art direkt auf einer Raumsonde oder einem Marsrover
durchgeführt werden. Die Forschenden wären dann in der Lage, anhand eines
einzelnen Fotos von dem Kammersystem festzustellen, ob potentielle
Mikroorganismen auf einem fremden Planeten auf chemische Reize reagieren, ohne
komplizierte chemische Spuren nachweisen zu müssen.
Die Methode hat das Potenzial, Weltraummissionen erheblich zu unterstützen.
„Wenn wir sie weiterentwickeln, könnte sie eine wertvolle Ergänzung zu
bestehenden Techniken sein, um Leben auf anderen Planeten aufzuspüren“, erklärt
Riekeles. Die nächsten Schritte umfassen die Miniaturisierung der Technologie
und Tests unter simulierten Weltraumbedingungen. Ein weiterer Vorteil dieser
Methode ist, dass sie wenig Energie verbraucht und wenig menschliche Eingriffe
benötigt. Das ist besonders wichtig für Weltraummissionen, bei denen die
Ressourcen begrenzt sind. Falls sich die Methode in weiteren Tests bewährt,
könnte sie in künftigen Mars-Missionen eingesetzt werden.
Die Ergebnisse des Teams wurden in der Fachzeitschrift Frontiers in
Astronomy and Space Sciences veröffentlicht.
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