Ein Forscherteam der University of Florida unter der Leitung von Dr. Adam Robinson hat zusammen mit Kollegen des Naturhistorischen Museums von Los Angeles die Ergebnisse eines 180-tägigen Experiments veröffentlicht, das unsere Vorstellungen über die Bewohnbarkeit des Mars grundlegend verändern könnte. In hermetischen Kammern, die die extremen Faktoren des Roten Planeten nachbilden, haben salzliebende Bakterien der Art Haloferax volcanii nicht nur überlebt — sie begannen sich aktiv zu vermehren, wenn auch deutlich langsamer als unter natürlichen Bedingungen. Die Arbeit wurde auf dem Preprint-Server bioRxiv veröffentlicht und fand bereits Beachtung in internationalen wissenschaftlichen Medien, darunter New Scientist.

Das Experiment: Alle Gefahrenfaktoren gleichzeitig

Der wesentliche Unterschied dieser Studie zu früheren Laborarbeiten liegt in der Methodik: Die Wissenschaftler schalteten alle Marsextreme gleichzeitig und nicht nacheinander ein. In der Natur kommen Haloferax volcanii in extrem salzhaltigen Gewässern vor — dem Toten Meer, dem Großen Salzsee in den USA und ähnlichen hypersalinen Umgebungen. Im Experiment wurden Mikroorganismenkulturen in versiegelte Kammern gegeben, die eine Kombination von Bedingungen nachbildeten, wie sie für die Marsumgebung typisch sind: hohe Salzkonzentration, spezifische chemische Zusammensetzung und Sauerstoffmangel im gewohnten Format irdischer Aerobier. Erst die gleichzeitige Einwirkung aller Faktoren lieferte ein realistischeres Bild davon, was mit Mikroben in den unterirdischen Schichten des Roten Planeten geschehen könnte.

Wie sich Bakterien anpassten: Biofilme und alternative „Atmung“

Während der sechsmonatigen Beobachtung stellte sich heraus, dass die Mikroorganismen nicht nur lebensfähig blieben, sondern sich weiter teilten. Um Energie zu gewinnen, wechselten die Bakterien zur Nutzung marsspezifischer Chemikalien anstelle von Sauerstoff — sie nutzten also anaerobe Stoffwechselwege, die für Extremophile typisch sind. Um sich vor Austrocknung in einer Umgebung zu schützen, in der flüssiges Wasser schnell verdunstet, schlossen sich die Kolonien zu Biofilmen zusammen — dichten Zellansammlungen, die von einer schützenden Schleimschicht bedeckt sind. Nach 180 Tagen in der Extremkammer verloren die Kolonien praktisch kein inneres Wasser, was auf die hohe Effizienz dieser Überlebensstrategie hinweist.

Einschränkungen: 21 Grad versus minus 60

Die Autoren der Studie betonen, dass die gewonnenen Ergebnisse keinen direkten Beweis für Leben auf dem Mars darstellen. Die Labortests wurden bei 21 Grad Celsius durchgeführt, während die Durchschnittstemperatur an der Oberfläche des Roten Planeten bei etwa minus 60 Grad liegt. Zudem modellierte das Experiment Bedingungen, die hypothetisch in flachen unterirdischen Salzwasserreservoirs existieren könnten — solchen, die noch nicht entdeckt wurden, deren Existenz aber nicht ausgeschlossen ist. Die Wissenschaftler merken zudem an, dass potenzielle marsianische Mikroorganismen, falls sie sich über Milliarden von Jahren auf dem Planeten entwickelt haben, eine deutlich höhere Resistenz gegen Extrembedingungen aufweisen müssten als die im Experiment verwendeten irdischen Pendants.

Kontext: Von „Viking“ zu den unterirdischen Schichten

Das Interesse an der Möglichkeit von Leben auf dem Mars ist nicht neu. Bereits 1976 unternahm die amerikanische Sonde Viking 1 das erste direkte Experiment zur Suche nach außerirdischem Leben: Das Labeled Release-Instrument gab flüssige Nährstoffe mit einer radioaktiven Markierung in das Marsregolith und registrierte die Gasfreisetzung. Ursprünglich wurde das Ergebnis als Bestätigung biologischer Aktivität gewertet, doch spätere Analysen zeigten, dass die Reaktion rein chemischer Natur war. Lange Zeit kam die wissenschaftliche Gemeinschaft zu dem Schluss, dass die Marsoberfläche aufgrund von Trockenheit, intensiver ultravioletter Strahlung und niedrigem Luftdruck unbewohnbar ist. Jüngste Studien haben den Fokus jedoch von der Oberfläche auf die unterirdischen Schichten verlagert, wo sich rechnerisch Bedingungen erhalten haben könnten, die einen aktiven Stoffwechsel ermöglichen.

Wie es weitergeht: Neue Tests bei extremer Kälte

Derzeit bereitet das Team der University de Florida eine neue Serie von Experimenten bei noch niedrigeren Temperaturen und Drücken vor, um die Laborbedingungen den realen Marsverhältnissen anzunähern. Sollten die Bakterien auch unter diesen Bedingungen ihre Vermehrungsfähigkeit behalten, wird das Argument, dass die unterirdische Schicht des Roten Planeten einen aktiven Stoffwechsel unterstützen kann, deutlich überzeugender. Für Mars-Erforschungsmissionen bedeutet dies, dass bei der Suche nach Lebensspuren nicht offene Oberflächenbereiche Priorität haben sollten, sondern Zonen, in denen unter einer Eiskruste oder in Salzablagerungen ein flüssiges Medium erhalten sein könnte.