Laguna Caliente im Krater des Vulkans Poás. (Lagringa/Wikimedia Commons, gemeinfrei) 
Die Suche nach Leben geht weiter Mars ist nicht einfach. Der Rote Planet ist nicht nur schwer zu erreichen, er ist auch äußerst unwirtlich für das Leben, wie wir es kennen.
Es gibt jedoch Orte auf der Erde, die uns zeigen könnten, wie das Leben auf dem Mars hätte überleben können – wenn nicht jetzt, dann zu einem anderen Zeitpunkt in der 4,5 Milliarden Jahre alten Geschichte des Planeten. Orte wie Wüsten, denken Sie vielleicht, und Du hättest Recht ; Aber der Mars hat mehr zu bieten als nur Wüsten.
Wissenschaftler haben Mikroben untersucht, die irgendwie an einem der unwirtlichsten Orte der Erde überleben: einem heißen, giftigen, sauren See in einem Vulkankrater in Costa Rica. Die Art und Weise, wie sich diese extremophilen Mikroben an ihre höllische Umgebung anpassen, könnte uns zeigen, wie Mikroben einst auf einem jüngeren, feuchteren und vulkanischeren Mars gelebt haben könnten.
„Eine unserer wichtigsten Erkenntnisse ist, dass wir in diesem extremen Vulkansee nur wenige Arten von Mikroorganismen entdeckt haben, ihnen aber potenziell eine Vielzahl von Überlebensmöglichkeiten bieten.“ sagte der Astrobiologe Justin Wang der University of Colorado Boulder.
„Wir glauben, dass sie dies tun, indem sie bei Ausbrüchen am Rande des Sees überleben.“ „In diesem Fall wäre es nützlich, über ein relativ breites Spektrum an Genen zu verfügen.“
Der See ist als Laguna Caliente (wörtlich „heißer See“) bekannt und liegt im Krater des Aktiven Vulkan Poas in Costa Rica. Es handelt sich um einen der säurereichsten Seen der Welt. Auf dem Boden schwimmt eine Schicht aus flüssigem Schwefel, die häufig lokale saure Regenfälle und Nebel erzeugt. Darüber hinaus ist das Wasser mit giftigen Metallen angereichert. Es wimmelt hier nicht gerade vor Leben.
Dennoch ist es auch nicht ganz unbewohnt. Im Jahr 2013 fand ein Forschungsteam unter der Leitung der University of Colorado Boulder heraus, dass a einzelne Mikrobenart überlebte im See, aus der Gattung Acidophilus oder „Säureliebhaber“, die in sauren Umgebungen leben und über eine Reihe von Genen verfügen, die ihnen dies ermöglichen.
Der Vulkan Poás grollte weiter und brach 2017 explosionsartig aus. Natürlich beschloss ein Forscherteam, Laguna Caliente erneut zu besuchen, um zu sehen, wie sich die anhaltende vulkanische Aktivität auf die mikrobielle Gemeinschaft ausgewirkt haben könnte, die sie 2013 identifiziert hatten, insbesondere da Vulkanausbrüche das Potenzial hatten, den See zu sterilisieren.
Die Forscher entnahmen Proben aus dem See, Schwefelklumpen und dem Sediment am Grund des Sees und unterzogen sie einer Gensequenzierung und einer metagenomischen „Schrotflinten“-Sequenzierung, um eventuell darin lauernde Organismen zu identifizieren. Überraschenderweise war das nicht der Fall Acidophilus noch vorhanden, ebenso eine kleine Anzahl anderer mikrobieller Arten.
Acidophilus war die vorherrschende Art im See, aber alle hatten erhebliche Überlebensanpassungen. Das Team fand heraus, dass die Bakterien über Gene verfügten, die Säureresistenz verleihen könnten, sowie über hitzebeständige Gene – lebenswichtig in einer Umgebung, in der es kochend heiß werden kann.
Darüber hinaus verfügen die Organismen über eine Vielzahl von Genen, die es ihnen ermöglichen, verschiedene Substanzen zu verstoffwechseln, die für andere giftig sein könnten. Zu diesen Stoffen gehören Schwefel, Eisen und Arsen. Sie haben auch Gene dafür Kohlenstoff-Fixierung , das es Pflanzen ermöglicht, Kohlenstoff in organische Verbindungen umzuwandeln; und scheinen in der Lage zu sein, sowohl einfache als auch komplexe Zucker sowie Biokunststoffgranulate zu verarbeiten, die in Zeiten der Energie- und Kohlenstoffknappheit eingesetzt werden können.
„Wir haben viele der Gene erwartet, die wir gefunden haben, aber angesichts der geringen Artenvielfalt des Sees haben wir nicht mit so vielen gerechnet.“ sagte Wang . „Das war eine ziemliche Überraschung, aber es ist absolut elegant.“ „Es macht Sinn, dass sich das Leben auf diese Weise an das Leben in einem aktiven vulkanischen Kratersee anpassen würde.“
Hydrothermale Umgebungen sind für Astrobiologen von zunehmendem Interesse. Die Organismen, die an diesen extremen Orten gedeihen, sind zum Überleben oft nicht auf Sonnenlicht angewiesen, sondern nutzen chemische Reaktionen, um Energie zu erzeugen. Dies bedeutet, dass sie ein Analogon für Ökosysteme bieten könnten, die an anderen Orten weit entfernt von der Sonne zu finden sein könnten, beispielsweise auf den verborgenen Ozeaneismonden des Saturn und Jupiter .
Aber Wissenschaftler glauben auch, dass das Leben auf der Erde in einer tiefen hydrothermalen Umgebung entstanden sein könnte, da sie vor der harten ultravioletten Strahlung der jungen Sonne sicher wäre und gleichzeitig alle enthalten würde Zutaten, die für den Funken des Lebens notwendig sind . Vielleicht, als der Mars jünger war, wetter , und mehr vulkanisch aktiv , hydrothermale Umgebungen dort könnten auch Leben entfacht haben.
„Unsere Forschung liefert einen Rahmen dafür, wie ‚Erdleben‘ in hydrothermalen Umgebungen auf dem Mars hätte existieren können.“ sagte Wang .
„Aber ob es jemals Leben auf dem Mars gab und ob es den Mikroorganismen ähnelt, die wir hier haben, ist immer noch eine große Frage.“ „Wir hoffen, dass unsere Forschung die Diskussion dahingehend lenkt, dass die Suche nach Lebenszeichen in diesen Umgebungen Vorrang hat.“
Die Forschung des Teams wurde in veröffentlicht Grenzen in der Astrobiologie .