Wie Studien über das Leben unter extremen Bedingungen uns helfen zu verstehen, welchen Formen lebender Organismen wir im Weltraum und auf anderen Planeten begegnen werden.
Eines Abends im November 1938 wurde die reguläre Nachrichtensendung im amerikanischen Radio durch eine "Notfallnachricht" unterbrochen: In New Jersey waren Außerirdische entdeckt worden. Panikstimmen von Augenzeugen erzählten von aggressiven Invasoren. Im Hintergrund ertönten Schüsse, die signalisierten, dass alles sehr ernst war. Die Nachrichten erwiesen sich leider als Fälschung - es war nur eine Radiosendung "War of the Worlds" von H. G. Wells. Aber nicht alle Zuhörer haben das verstanden.
Auch Jahrzehnte später bleibt die Reaktion der Öffentlichkeit auf diese "Sonderbotschaft" umstritten. Einige behaupteten, Tausende von Menschen seien panisch auf die Straße geflohen. Andere sagten, sie hätten die intensiven sozialen Unruhen und Unruhen nicht bemerkt. Wie dem auch sei, es wurde allen klar: Wenn eines Tages wirklich Außerirdische entdeckt werden, werden sich die Menschen kaum über dieses Ereignis freuen.
Aber was ist, wenn die ersten Außerirdischen keine schwer bewaffneten, intelligenten und rücksichtslosen Wesen sind, sondern winzige Mikroorganismen, deren Ähnlichkeit wir auf unserem Planeten treffen können? Was bringt uns diese Entdeckung und wie kann sie unser Verständnis des Lebens verändern?
Die Chancen, mikrobielle Kolonien außerhalb der Erde zu finden, sind viel höher als die Chancen, die Marsmenschen in Wells 'Fantasie zu finden. Tatsächlich können Wissenschaftler innerhalb von 20 Jahren die erste Entdeckung des Lebens von Außerirdischen machen - dies ist die Zeit, die Vertreter der NASA jetzt anrufen. Es wird ein Meilenstein in der langen Geschichte der Erforschung des menschlichen Weltraums sein. Aber nur wenige werden wirklich darauf achten. Und in einigen Jahrzehnten könnten solche Nachrichten zur Routine werden, genauso wie Nachrichten über die Entdeckung neuer Exoplaneten zu Beginn unseres Jahrhunderts zur Routine geworden sind.
Michael Varnum, Psychologe an der Universität von Arizona, führte mehrere Studien durch, um herauszufinden, wie Menschen auf die Nachricht von der Entdeckung unbekannter Mikroben außerhalb der Erde reagieren würden. Es stellte sich heraus, dass Menschen fremden Mikroben noch positiver gegenüberstehen als künstliche Organismen, die von Menschen in wissenschaftlichen Labors erzeugt wurden. 2017 führte der Astrophysiker Rene Heller sein eigenes Experiment durch und bat Freiwillige, ihm zu helfen, ein falsches Aliensignal zu entschlüsseln. Hunderte von Menschen antworteten auf seine Nachricht. Wie Heller glücklich erkannte, erzeugen solche Entdeckungen heute mehr Interesse als Entsetzen bei Menschen.
Im Moment haben wir noch nichts entdeckt, was auf anderen Planeten lebt: Die Astrobiologie bleibt eine Wissenschaft ohne Objekt. Aber das Studium verschiedener Organismen auf der guten alten Erde von heute kann uns bereits viel darüber sagen, was wir von dem Leben erwarten können, dem wir im Weltraum begegnen werden. In den letzten hundert Jahren haben die Entdeckungen von Biologen unser Verständnis des Konzepts der Lebewesen erheblich verändert. Jetzt wissen wir, dass das Leben viel komplexer und vielfältiger ist, als es uns zuvor erschien.
Werbevideo:
Dies ist nicht der Mars, dies ist die Atacama-Wüste in Chile, deren Bedingungen denen des Mars in der Tat sehr ähnlich sind.
Wüsten, Weltraum, Ozean
Die Idee, dass Leben auf anderen Planeten existieren kann, wurde von Demokrit zum Ausdruck gebracht. Sein nächster Entschuldiger war der italienische Magier und Reformer Giordano Bruno. Diese Idee war im Zeitalter der Aufklärung wirklich verankert und hat seitdem nur eine kurze Phase des Niedergangs erlebt. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts waren viele davon überzeugt, dass es auf dem Mars eine fortschrittliche Zivilisation gab, die ein gigantisches Netzwerk von Kanälen zur Bewässerung von Feldern aufgebaut hatte. Die Kanäle waren durch ein Teleskop deutlich sichtbar und wurden von völlig unterschiedlichen Menschen aus verschiedenen Teilen des Planeten gesehen. In Wirklichkeit erwies sich "Marsbewässerung" als optische Täuschung. Trotzdem erscheint die Hypothese der Existenz von Leben auf dem Mars und anderen Planeten des Sonnensystems heute noch plausibler als zuvor.
Im Jahr 2015 untersuchten Biologen der Technischen Universitäten von Arizona und Berlin Bodenproben aus der chilenischen Atacama-Wüste, einem der trockensten Orte der Welt. In vielerlei Hinsicht ähnelt es der Oberfläche des Mars. Es stellte sich heraus, dass selbst in einem so unwirtlichen Klima verschiedene Arten von Bakterien überleben und sich vermehren können. Während einer langen Dürre fallen sie in schwebende Animationen und werden dann, wenn sie sich in der Nähe des Wassers befinden, sofort zum Leben erweckt. Im Winterschlaf können diese Bakterien Hunderte oder sogar Tausende von Jahren überleben. Die Ozeane haben vor etwa 2,5 Millionen Jahren die Marsoberfläche verlassen. Aber im Darm des Planeten gibt es möglicherweise immer noch Bakterienkolonien, die auf ihre Forscher warten.
In den späten 1970er Jahren wurde eine echte Revolution in der Biologie durch die Entdeckung thermophiler Bakterien ausgelöst, die kein Sonnenlicht benötigen und in den Tiefen des Ozeans leben können, wodurch ganze Unterwasserökosysteme entstehen. Diese Bakterien leben in der Nähe von geothermischen Quellen, wo Wasser in engem Kontakt mit dem Mantel steht. Die Temperatur in solchen Quellen kann 350 ° C erreichen. Extremophile Bakterien erhalten im Gegensatz zu den meisten anderen Arten ihre Energie nicht von der Sonne, sondern von in Wasser gelösten Metallen. Diese Bakterien ernähren sich von Würmern und Weichtieren, und diese wiederum werden von größeren Raubtieren gefressen. Die Entdeckung überraschte sogar die Wissenschaftler selbst.
Holger Jannasch, Ozeanologe, Teilnehmer der ersten Studien zu thermophilen Bakterien:
Wir waren verblüfft über den Gedanken, dass Sonnenenergie, die für die Existenz des Lebens auf unserem Planeten so wichtig ist, durch irdische Energie ersetzt werden könnte. […] Dies ist ein völlig neues Konzept und meiner Meinung nach eine der wichtigsten biologischen Entdeckungen des 20. Jahrhunderts.
Hydrothermale Quellen, in denen ungewöhnliche Bakterienarten beheimatet sind
Auf den Monden von Saturn und Jupiter - Europa und Enceladus - finden wir möglicherweise Unterwasserökosysteme, die dem terrestrischen ähnlich sind. Auch dort gibt es Salzwassermeere und erhebliche geothermische Aktivitäten. Das Wasser von Enceladus ähnelt dem des Mono-Sees in Kalifornien. In diesem See gibt es viel Salz und Soda, und daher gibt es keine Fische - aber darin leben ungewöhnliche Bakterien, die sich gut an die Arsenkonzentrationen angepasst haben, die für andere Organismen tödlich sind. Ähnliche Bakterien leben wahrscheinlich auf Enceladus.
2015 flog die amerikanische Raumstation Cassini-Huygens an Enceladus vorbei - direkt durch Wasserfahnen, die sich mehrere Kilometer über die gefrorene Oberfläche des Satelliten erheben. In diesem Wasser ist es Wissenschaftlern gelungen, Wasserstoffmoleküle zu finden. Dies bedeutet, dass unter dem Eis von Enceladus geologische Prozesse stattfinden - genau wie auf der Erde. Folglich können die Mikroorganismen von Enceladus (falls vorhanden) Energie aus in Wasser gelöstem Kohlendioxid erhalten. Dies ist genau die Reaktion, die dem gesamten Baum des Lebens auf der Erde zugrunde liegt.
Für die 2030er Jahre sind mehrere Flüge nach Europa und Enceladus geplant. Es sind diese Himmelskörper, ohne den Mars, die heute das Hauptziel für Astrobiologen sind. Höchstwahrscheinlich finden wir hier zuerst fremdes Leben. Aber zuerst musst du noch zu ihr kommen. Es ist noch nicht bekannt, wie dick die Eisplatten von Europa und Enceladus sind - vielleicht nur wenige Kilometer oder vielleicht mehrere Zehner. Werden Bakterien und mehrzellige Organismen unter solch extremen Bedingungen überleben können?
Bereits Mitte des 20. Jahrhunderts schlugen sowjetische Wissenschaftler vor, riesige Süßwasserseen unter dem Eis der Antarktis zu verstecken. Eis im Inneren des Kontinents verwandelt sich in Wasser - teils aufgrund des enormen Drucks der Eismassen, teils aufgrund der gleichen geothermischen Aktivität. Die Existenz des Wostoksees, der seinen Namen zu Ehren der sowjetischen Station erhielt, wurde in den 1960er und 1970er Jahren durch Radar bestätigt. Im Jahr 2012 bohrten russische Forscher einen Brunnen bis zu einer Tiefe von 3.769 Metern, erreichten das Wasser und nahmen Proben zur Analyse. Im März 2013 kündigten Wissenschaftler die Entdeckung eines neuen Bakterientyps in den Proben an, dessen DNA nur zu 86% mit den der Wissenschaft bekannten Organismen identisch ist. Dann wurden diese Daten widerlegt, aber es wurden immer noch Spuren einiger ungewöhnlicher Bakterien im See gefunden.
Die Forschung in der Antarktis ist im Gange. Ein echter Durchbruch ist zu erwarten, wenn Wissenschaftler in die tieferen Schichten des Sees gelangen - zu den Quellen geothermischer Aktivität, die das Wasser mit Mineralien sättigen und sich in einer Tiefe von etwa 5.000 Metern befinden.
Russische Forschungsstation "Wostok", unter der sich in fast 4.000 Metern Tiefe ein großer See mit Süßwasser befindet.
Wenn Bakterien in den Seen der Antarktis leben können - unter enormem Druck und niedriger Temperatur, „ohne Licht, ohne in Wasser gelösten organischen Kohlenstoff, mit stark verdünnten Ionen basischer Substanzen, langfristige Isolierung von Oberflächenbiota für mindestens 14 Millionen Jahre und wahrscheinlich mit Überschuss an gelöstem Sauerstoff “- dann können sie auf anderen Planeten leben, die wir bisher als ungeeignet für das Leben angesehen haben.
Es ist jedoch durchaus möglich, dass außerirdisches Leben nicht auf irdischen Vorbildern aufgebaut wird. In den flüssigen Seen des Titans können sich Methanogene befinden - Organismen, die nicht Wasser, sondern Methan als Lösungsmittel verwenden. Planeten mit höheren atmosphärischen Temperaturen können Organismen bewohnen, die auf einem Siliziummolekül anstatt auf Kohlenstoff aufgebaut sind, wie es auf der Erde üblich ist. Seit vielen Jahren diskutieren Wissenschaftler, ob Viren als lebende Organismen angesehen werden können. Die richtige Antwort hängt davon ab, welche Definition des Lebens wir verwenden. Wenn die Weltraumforschung fortgesetzt wird, wird dieses Konzept mehrmals überarbeitet.
Beim Schreiben dieses Artikels wurden Materialien aus dem Buch des Astronomen John Willis verwendet. „Alle diese Welten gehören dir. Wissenschaftliche Suche nach außerirdischem Leben ", das im März dieses Jahres im Verlag" Alpina Publisher "veröffentlicht wird.
Oleg Matfatov
