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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 (https://www.geo.lm
u.de/geoumwelt/de/department/personen/kontaktseite/william-orsi-e5c335c5.html)
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 (https://www.geo.lmu.de/geoum
welt/de/department/personen/kontaktseite/vanessa-helmbrecht-d387bc42.html) ,
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.
Kontakt:
Prof. William Orsi
Professor für Geomikrobiologie
Department für Geo- und Umweltwissenschaften
Ludwig-Maximilians-Universität München
E-Mail: mailto:w.orsi@lrz.uni-muenchen.de
Tel.: +49 89 2180 6598
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Claudia Russo
Ludwig-Maximilians-Universität München
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OTS: Ludwig-Maximilians-Universität München
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