Aktuelles: Saturnmond Enceladus möglicherweise lebensfreundlicher als bislang angenommen

Der Saturnmond Enceladus gilt als einer der vielversprechendsten Orte bei der Suche nach außerirdischem Leben im Sonnensystem. Ein internationales Forschungsteam unter Beteiligung des Archaeenzentrums der Universität Regensburg konnte nun zeigen, dass bestimmte Mikroorganismen unter Laborbedingungen wachsen, die den vermuteten Bedingungen auf dem eisbedeckten Mond ähnlich sind.

Unter der dicken Eiskruste von Enceladus, einem Saturnmond, liegt ein Ozean aus flüssigem Wasser. Darunter befindet sich ein fester Gesteinskern. Daten der NASA-Mission Cassini zeigen, dass die Wasserfontänen, die regelmäßig aus dem Eis hervorschießen, molekularen Wasserstoff, Methan und gelöste Salze enthalten – ein deutlicher Hinweis auf hydrothermale Aktivität auf dem Meeresboden, wo der felsige Kern auf den Ozean trifft. 

Die Beobachtungen legen nahe, dass Enceladus die chemischen Voraussetzungen für Leben bieten könnte. Doch können Mikroorganismen unter diesen extremen Bedingungen tatsächlich existieren und den vorhandenen Wasserstoff als Energiequelle nutzen? Habitate mit derart extremen Umweltbedingungen werden auf der Erde typischerweise von Archaeen besiedelt. Archaeen sind winzige, einzellige Mikroorganismen, die zwar wie Bakterien aussehen, genetisch jedoch eine eigene Lebensdomäne bilden. Um zu untersuchen, ob Archaeen unter den vermuteten Bedingungen auf Enceladus überleben können, bündelten Forschende der Ludwig-Maximilians-Universität München, des Archaeenzentrums der Universität Regensburg, des Woods Hole Oceanographic Institution sowie der Freien Universität Berlin ihre Expertise und entwickelten eine einzigartige Enceladus-Simulation im Labor.

Simulation eines außerirdischen Meeresbodens

Das Team um William Orsi an der Ludwig-Maximilians-Universität München nutzte eine spezielle anoxische Kammer, um solche sauerstoffarmen Tiefseeumgebungen im Labor nachzubauen. Die Sauerstoffkonzentration darin war extrem niedrig – etwa 10.000-mal geringer als in der Erdatmosphäre. 

In der Kammer simulierten die Forschenden den vermuteten Ozean von Enceladus: eine extrem salzige und alkalische Flüssigkeit, die mit dem felsigen Kern des Mondes in Wechselwirkung steht. Den passenden Archaeen-Stamm, der solche Bedingungen überleben könnte, fanden die Forschenden in der Stammsammlung des Archaeenzentrums der Universität Regensburg. Zusammen mit den Archaeenexperten Dr. Robert Reichelt und Prof. Dr. Dina Grohmann fiel die Wahl auf Methanothermococcus okinawensis, ein methanproduzierendes Archaeon, das normalerweise in der Nähe von hydrothermalen Schloten in der Tiefsee auf der Erde lebt.

Die Ergebnisse überraschten das Forschungsteam: Der untersuchte Mikroorganismus konnte nicht nur unter den simulierten Bedingungen überleben, sondern auch weiterwachsen und dabei Methan produzieren. Im herkömmlichen Labormedium war dies bei vergleichbar hohen pH-Werten nicht möglich.

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 vorhandenen winzigen Mengen an verfügbarem Kohlendioxid nutzen konnte, um weiter zu wachsen. Dina Grohmann und Robert Reichelt beurteilen diese Ergebnisse folgendermaßen: „Das Wachstum eines Mikroorganismus unter diesen nährstoffarmen Bedingungen ist sehr erstaunlich. Archaeen haben uns wieder einmal mit ihrer außergewöhnlichen Anpassungsfähigkeit überrascht.“

Weitreichende Auswirkungen auf die Suche nach Leben im All

Die Ergebnisse erweitern das Spektrum der Bedingungen, unter denen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Enceladus als möglicherweise lebensfreundlich betrachten. „Unsere Studie beweist zwar nicht, dass auf Enceladus Leben existiert“, so Orsi, „sie zeigt jedoch, dass seine geochemische Umgebung eine der ältesten Stoffwechselstrategien des Lebens unterstützen könnte.“

Originalpublikation:

DOI: 10.1126/sciadv.aei0167 (externer Link, öffnet neues Fenster)