"Eine der strapazierfähigsten Mikroben der Erde könnte auf dem Mars überleben und 280 Millionen Jahre lang unter der Oberfläche schlummern, wie neue Forschungen gezeigt haben. Die Ergebnisse erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass auf dem Roten Planeten noch mikrobielles Leben existieren könnte.
Deinococcus radiodurans, mit dem Spitznamen „Conan the Bacterium“, ist eine der härtesten Mikroben der Welt, die in der Lage ist, in Strahlung zu überleben, die stark genug ist, um jede andere bekannte Lebensform zu töten. Experimente haben nun gezeigt, dass, wenn das Bakterium Conan oder eine ähnliche Mikrobe auf dem Mars existierte, es 280 Millionen Jahre lang gefroren und ausgetrocknet 33 Fuß (10 Meter) unter der Oberfläche überleben könnte.
In einer Studie unter der Leitung von Michael Daly, Professor für Pathologie an der Uniformed Services University of the Health Sciences in Maryland und Mitglied des National Academies’ Committee on Planetary Protection, testeten Wissenschaftler ein halbes Dutzend Mikroben und Pilze – alles „Extremophile“ - darauf, ob sie in Umgebungen leben können, in denen andere Organismen sterben – um zu sehen, wie lange sie in einer Umgebung überleben könnten, die die mittleren Breiten des Mars simuliert. Während der Experimente waren die Organismen Temperaturen von bis zu minus 80 Grad Fahrenheit (minus 63 Grad Celsius) ausgesetzt und wurden ultraviolettem Licht, Gammastrahlen und hochenergetischen Protonen ausgesetzt, die den ständigen Beschuss des Mars durch ultraviolettes Sonnenlicht und kosmische Strahlung aus dem Weltraum nachahmen.
Nachdem die Bakterien und Pilze im Experiment verschiedenen Strahlungsstärken ausgesetzt worden waren, maß Dalys Team, wie viel Mangan-Antioxidanten sich in den Zellen der Mikroben angesammelt hatten. Mangan-Antioxidanten bilden sich als Folge der Strahlenbelastung, und je mehr sich bilden, desto mehr Strahlung können die Mikroben widerstehen.
Conan the Bacterium war der klare Gewinner. Die Forscher fanden heraus, dass das Bakterium Conan bis zu 28.000 Mal mehr Strahlung absorbieren kann, als ein Mensch überleben kann. Diese Messung ermöglichte es Dalys Team abzuschätzen, wie lange die Mikrobe in verschiedenen Tiefen auf dem Mars überleben könnte.
Frühere Experimente, bei denen das Bakterium Conan in flüssigem Wasser suspendiert und Strahlung wie auf dem Mars ausgesetzt wurde, hatten gezeigt, dass die Mikrobe 1,2 Millionen Jahre unter der Marsoberfläche überleben könnte.
Die neuen Tests, bei denen die Mikrobe eingefroren und getrocknet wurde, um die kalten und trockenen Bedingungen auf dem Mars nachzuahmen, deuteten jedoch darauf hin, dass das Bakterium Conan 280 Millionen Jahre auf dem Mars überleben könnte, wenn es in einer Tiefe von 33 Fuß begraben würde. Diese Lebensdauer wird auf 1,5 Millionen Jahre reduziert, wenn sie nur 10 Zentimeter unter der Oberfläche begraben werden und nur wenige Stunden an der Oberfläche, die in ultraviolettes Licht getaucht wird.
Die Umgebung des Mars vor 280 Millionen Jahren war so ziemlich die gleiche wie heute – kalt und trocken – und man muss viel weiter zurückgehen, um eine Zeit zu finden, in der es wärmer und feuchter war und es dem hypothetischen Leben auf dem Mars ermöglicht haben könnte, sich zu etablieren den ersten Platz. Daly erkennt diese Komplikation an, glaubt aber, dass es Möglichkeiten gibt, wie das Leben seit dem dramatischen Klimawandel auf dem Mars Umgebungen gefunden haben könnte, in denen es sich vermehren kann.
„Obwohl ein Deinococcus radiodurans, das im Marsuntergrund vergraben ist, die geschätzten 2 bis 2,5 Milliarden Jahre seit dem Verschwinden des fließenden Wassers auf dem Mars nicht überleben konnte, werden solche Marsumgebungen regelmäßig durch Meteoriteneinschläge verändert und geschmolzen. Wir schlagen vor, dass periodisches Schmelzen eine intermittierende Wiederbesiedlung und Ausbreitung ermöglichen könnte."
Folglich könnten zukünftige Missionen zum Mars, die nach Leben suchen, auf große Krater abzielen, die jünger als 280 Millionen Jahre sind. Der Krater Gale, den der NASA-Rover Curiosity erforscht, ist 3,8 Milliarden Jahre alt; Jezero Crater, wo der Perseverance Rover arbeitet, ist wahrscheinlich ein ähnliches Alter. Jüngere Krater gibt es jedoch im Überfluss; Zum Beispiel wird angenommen, dass der Tooting-Krater, der 17 Meilen (28 km) breit ist, in Amazonis Planitia westlich von Olympus Mons nur Hunderttausende von Jahren alt ist.
Die Forscher stellten auch fest, warum das Bakterium Conan so strahlungsresistent ist. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass Chromosomen und Plasmide, die genetische Informationen tragen, in den Zellen der Mikrobe miteinander verbunden sind, was diese Strukturen ausgerichtet hält und verhindert, dass bestrahlte Zellen zusammenbrechen, bis sie repariert werden können.
Diese Haltbarkeit bedeutet, dass zukünftige Missionen, wie der Rover Rosalind Franklin der Europäischen Weltraumorganisation, der auf der Suche nach mikrobiellem Leben tief in den Mars eindringen wird, durchaus den Mars-Cousin des Bakteriums Conan finden könnten, falls er existiert.
Probenrückgabemissionen könnten diese Mikroben sogar zurück auf die Erde bringen; Experimente auf der Internationalen Raumstation haben sogar bestätigt, dass das Bakterium Conan mindestens drei Jahre im Weltraum überleben kann. Wir müssen jedoch darauf achten, die Erde nicht mit Marsmikroben zu kontaminieren.
"Unsere Modellorganismen dienen als Stellvertreter sowohl für die Vorwärtskontamination des Mars als auch für die Rückwärtskontamination der Erde, die beide vermieden werden sollten", sagte Daly.
Auch wenn Robotermissionen zum Mars vor dem Start sterilisiert werden, ist der Sterilisationsprozess nicht perfekt und einige Mikroben können immer noch per Anhalter zum Roten Planeten gelangen. Wenn Menschen den Mars besuchen, werden sie viel mehr Mikroben mitbringen, die in die Marsumgebung entweichen und entweder die einheimische mikrobielle Biosphäre zerstören oder Experimente verwirren könnten, die nach Leben auf dem Mars suchen.
Da Experimente wie dieses die Wahrscheinlichkeit erhöhen, dass einheimisches Leben auf dem Mars existiert, müssen Wissenschaftler zusätzliche wichtige Fragen darüber stellen, wie wir potenzielles Leben, das wir dort finden, schützen können.
Die Studie wird in einem Artikel beschrieben, der am Dienstag (25. Oktober) in der Zeitschrift Astrobiology veröffentlicht wurde."
