Mars-Leben: Spuren im Salz?

Falschfarbenaufnahme des Mars. Blau: Salzhaltige Sedimente. Quelle: NASA/JPL-Caltech/Arizona State University/University of Hawaii

Verfolgt man die Diskussion über Leben auf fremden Planeten, beschleicht einen ja so ein bisschen der Eindruck, dass zumindest die frühere Existenz von Leben auf dem Mars schon beschlossene Sache sei. Nur Beweise dafür sind bisher noch nicht aufgetaucht. Die aufzutreiben ist jedoch auch nicht ganz so einfach.

Lebende Mikroben zu identifizieren ist – wegen ihres Stoffwechsels – ein ganzes Stück einfacher als das aufzuspüren, was nach Hunderttausenden oder Millionen Jahren noch von ihnen übrig ist. Andererseits, dass es am Punkt X auf der Marsoberfläche in den letzten paar Milliarden Jahren Leben gegeben hat, ist wesentlich wahrscheinlicher, als es genau jetzt dort anzutreffen. Wo sich doch der Mars momentan als äußerst unwirtlicher Ort präsentiert. Die Suche nach fossilen Spuren erscheint deswegen wesentlich aussichtsreicher[1] – wenn man weiß, wonach man suchen muss.

Ein weiteres Problem ist die schiere Größe des Planeten. Mit 145 Millionen Quadratkilometern Oberfläche[2] ist Mars ist zwar nicht ganz so groß wie die Erde, aber fossile Lebensspuren auf dem Mars werden, wenn sie denn existieren, nur an wenigen Stellen zugänglich sein. Deswegen ist die Wahrscheinlichkeit relativ gering, mit einer Sonde durch bloßen Zufall genau am richtigen Ort zu landen. Wo also suchen, und wonach?

Wie es der Zufall will, sind jetzt im Abstand weniger Tage zwei aktuelle Forschungsergebnisse aus völlig unterschiedlichen Disziplinen publiziert worden, die eine weitere aussichtsreiche Perspektive für die Suche nach Mars-Leben bieten.

Salz auf dem Mars
Das erste Ergebnis kommt von der Sonde Mars Odyssey, die seit 2001 um den roten Planeten kreist. In Aufnahmen der Infrarotkamera THEMIS haben Planetologen von der Universität Hawaii großflächige Salzablagerungen in Tälern der südlichen Marshemisphäre entdeckt. Wie auf der Erde sind diese Salzablagerungen wahrscheinlich entstanden, als das Wasser in diesen Tälern verdunstete und die gelösten Mineralien zurückließ.

Allerdings sind die Lagerstätten wohl sehr alt. Die südlichen Hochländer des Mars sind seit der Zeit, als der Mars ein wärmeres Klima besaß, so gut wie unverändert geblieben. Das ist über dreieinhalb Milliarden Jahre her. Zu dieser Zeit bildeten sich auf der Erde die ersten Lebensformen, insofern ist es durchaus vorstellbar, dass in der Salzkruste des Terra Sirenum die Überreste einer ähnlichen Entwicklung verborgen sind.

Doch was ist nach dieser langen Zeit noch von einem Organismus übrig? Salz kann biologisches Material sehr lange bewahren, zum Beispiel schrieben Wissenschaftler 2002 in Nature, sie hätten in 400 Millionen Jahre altem Steinsalz DNA-Spuren entdeckt.[3] Allerdings sind die meisten Biomoleküle langfristig nicht stabil, und nach Milliarden Jahren wird von ihnen wenig mehr übrig sein als eine merkwürdige Kohlenstoffansammlung.

Salz auf der Erde
Eine Ausnahme jedoch stellt Jack Griffith von der Universität North Carolina jetzt in der April-Ausgabe von Astrobiology vor: Zellulose.
Zellulose ist ein festes, widerstandsfähiges Polymer aus Zuckerbausteinen, das von Pflanzen und Bakterien als stabiles Strukturelement verwendet wird. Sie ist außerdem eines der am häufigsten vorkommenden organischen Materialien der Erde.

Griffith forscht an einem eher ungewöhnlichen Ort, nämlich im amerikanischen Atommüll-Endlager Waste Isolation Pilot Plant, einem Stollen, mehr als sechshundert Meter Tief in einer Steinsalz-Lagerstätte. Die Salze dort haben sich vor etwa 250 Millionen Jahren abgelagert. Und in ihnen fand Griffith seine Zellulosefasern.

Natürlich finde ich auch hier ein Haar in der Suppe, denn Griffith weist darauf hin, dass er im Gestein auch DNA gefunden hat, was meiner Ansicht nach wieder auf die Existenz einer Bakteriengemeinschaft in den Salzlagerstätten selbst hindeutet. Trotzdem zeigt die im Vergleich zu anderen Biomolekülen hervorragend und in beträchtliche Mengen erhaltene Zellulose, dass das Material sehr lange Zeiträume ohne größere Veränderungen übersteht.

Gesucht: Organische Mikrofasern
Und damit ist Zellulose, oder zumindest ein vergleichbares faseriges Polysaccharid, möglicherweise unsere beste Chance, Lebensspuren zu finden. Denn es ist relativ wahrscheinlich, dass auch marsianisches Leben derartige Strukturbausteine entwickelt hat. Und unter den Bedingungen einer Salzlagerstätte können solche Verbindungen erhalten bleiben

Die Suche nach fossilen Lebensspuren auf dem Mars sollte also nicht irgendwo beginnen, sondern in den Salzkrusten, die Mars Odyssey jetzt entdeckt hat. Denn die bieten nicht nur ausgezeichnete Bedingungen für die Konservierung von biologischem Material, sondern zeigt auch gleich das Vorhandensein großer Mengen Wasser über längere Zeiträume an.

Natürlich ist auch die Suche nach mikrometergroßen organischen Fasern in Milliarden Jahre alten Steinsalzen – auf einem anderen Planeten wohlgemerkt – ein Forschungsvorhaben, dem man auch als sympathisierender Beobachter eine eher geringe Erfolgswahrscheinlichkeit zusprechen würde. Aber einen Versuch wäre es bestimmt wert.
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[1] Exobiologen setzen im Moment noch große Hoffnungen in eventuelle Grundwasservorkommen auf dem Mars. Ich bin da skeptischer.

[2] Entspricht etwa der Gesamtfläche aller irdischer Kontinente

[3] Ich formuliere hier deswegen so vorsichtig, weil ich nicht überzeugt bin, dass die DNA tatsächlich so alt ist: Sie wird eher von Bakterien stammen, die hunderte Millionen Jahre später in den Salzlagerstätten gelebt haben. DNA hält höchstens ein paar hunderttausend Jahre durch, wie auch spätere Veröffentlichungen übereinstimmend feststellen, z.B. Willerslev et al., Current Biology 14(1), 2004, S. R9:

The observed DNA degradation rates are close to theoretical calculations, indicating a limit of ca. 400 thousand years (kyr) beyond which PCR amplifications are prevented by the formation of DNA interstrand crosslinks (ICLs).

Ich bin gelernter Chemielaborant und habe ab 1999 in diesem Beruf gearbeitet. Anschliessend habe ich an der Uni Hamburg Chemie studiert. Seit dem Abschluss Ende 2006 veröffentliche ich Beiträge in meinem Fischblog und verkaufe Artikel an andere Publikationen. Seit 2008 wohne ich im Raum Heidelberg und bin bei Spektrum der Wissenschaft für das Blogportal Scilogs verantwortlich. Daneben arbeite ich als freier Journalist und Redakteur unter anderem für die digitalen Angebote von Spektrum, veröffentliche auf verschiedenen Social-Media-Plattformen und experimentiere mit Mobile Reporting. Zu meiner Webseite

Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Spannend… Danke!

    Wenn es solche Meldungen (wie geschehen) in die Tagesschau schaffen, ist das immer wieder ein Highlight. Es weckt die Faszination für das Überschreiten von Wissensgrenzen und gibt der Menschheit damit gemeinsame Ziele. Geld für entsprechend Forschungen halte ich für sehr gut angelegt.

  2. Salz = Salz?

    Ok, jetzt wage ich mich mal mit einer Frage weit zum Fenster raus, aber kommt es bei einem möglichen Fund von Cellulose in den salzhaltigen Sedimenten nicht auch darauf an, welche Salze dort vorliegen?

    Vielleicht hat Herr Griffith halophile Archaeen entdeckt. Zumindest würde das den Fund der DNA und der Cellulose unter solch lebensfeindlichen Bedingungen erklären.

    (Eine andere Frage: Wie kommt man auf die Idee, in einem Atommüll-Endlager nach Cellulose zu suchen??? )

  3. Tagesschau?

    Das verblüfft mich jetzt wirklich. Aber doch nur die Marsbilder, nicht die Zellulose, oder?

    @ Rotfell:
    Du hast natürlich Recht, Salz ist nicht gleich Salz. Die blauen Salze im Bild sind meines Wissens überwiegend Chloride, und da Erde und Mars ja von der Krustenzusammensetzung nicht so sehr verschieden sind, würde ich vermuten, dass das zum allergrößten Teil Kochsalz ist, wie hier auf der Erde.

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