Eine Studie über Mikroben stützt die Annahme, dass sich Leben unter extremen Bedingungen zwischen Planeten ausbreitet

Die Studie untermauert die Hypothese der Lithopanspermie, wonach Einschläge Gesteinsfragmente mit Mikroorganismen ausstoßen können, die anschließend Leben auf anderen Himmelskörpern ansiedeln.

Die in PNAS Nexus veröffentlichte Studie konzentrierte sich auf Deinococcus radiodurans, ein Bakterium aus der chilenischen Wüste, das für seine Widerstandsfähigkeit gegenüber extremer Kälte, Trockenheit und intensiver Strahlung bekannt ist. Mit seiner dicken äußeren Hülle und seiner außergewöhnlichen Fähigkeit zur DNA-Reparatur dient dieses Mikroorganismus als realistischer Ersatz für mögliches Leben, das in feindlichen Umgebungen wie dem Mars oder anderen Planeten existieren könnte.

Nach Asteroideneinschlägen kann Leben durch den Weltraum wandern

Um die Bedingungen eines Asteroideneinschlags und den heftigen Ausstoß von Material vom Mars zu simulieren, platzierte das Team die Bakterien zwischen Metallplatten und feuerte mit einer Gasdruckpistole ein Projektil auf den Schornstein ab. Der Aufprall erzeugte Drücke von 1 bis 3 Gigapascal, während das Projektil Geschwindigkeiten von bis zu etwa 480 Kilometern pro Stunde erreichte, wodurch der intensive mechanische Aufprall nachgestellt wurde, den ein Gesteinsbrocken beim Ausstoß aus der Planetenoberfläche erfahren würde.

Zum Vergleich: Der Druck am Grund des Marianengrabens, dem tiefsten Punkt der Ozeane, beträgt etwa ein Zehntel Gigapascal. Selbst die niedrigsten Drücke in den Experimenten der Johns Hopkins University übertrafen diesen Wert um mehr als das Zehnfache und sprengten damit die Grenzen, von denen viele Wissenschaftler glaubten, dass lebende Zellen sie aushalten könnten.

Nach jeder Injektion überprüften die Forscher, wie viele Mikroben überlebt hatten, und untersuchten ihr genetisches Material auf Anzeichen von Schädigung und Reparatur.

Bei niedrigeren Drücken wiesen die Zellen keine sichtbaren strukturellen Schäden auf, während bei höheren Drücken bei einigen Zellen Membranrisse und innere Schäden auftraten; dennoch gab es Überlebende.

Die Hauptautorin, Lily Zhao, erklärte, dass das Team die Aufprallgeschwindigkeit weiter erhöhte, um die Zellen vollständig zu zerstören, diese sich jedoch als weitaus widerstandsfähiger erwiesen als erwartet. Stattdessen versagte schließlich die bei den Tests verwendete Hardware, und die Stahlkonstruktion, die die Platten hielt, zerfiel, bevor die gesamte Mikrobenpopulation zerstört werden konnte.

Auf dem Mars geht man davon aus, dass die durch Asteroideneinschläge herausgeschleuderten Fragmente einem breiten Druckbereich ausgesetzt sind, mit typischen Werten von etwa 5 Gigapascal, wobei einige Fragmente noch höheren Belastungen ausgesetzt sind. Die neuen Ergebnisse zeigen, dass der Testmikroorganismus fast 3 Gigapascal aushalten kann – Werte, die deutlich über den bisher als lebensfähig angesehenen Werten liegen und innerhalb des Bereichs liegen, der mit dem von der Marsoberfläche ausgestoßenen Material assoziiert wird.

Der Hauptautor, KT Ramesh, erklärte, dass die Ergebnisse darauf hindeuten, dass Leben großflächige Einschläge und Auswürfe überleben kann, was die Möglichkeit eröffnet, dass Mikroorganismen zwischen Planeten wandern können. Die Studie legt zudem nahe, dass das Leben auf der Erde seinen Ursprung an einem anderen Ort im Sonnensystem gehabt haben könnte, bevor es über Einschlagtrümmer hierher gelangte.

Die Möglichkeit, dass lebende Materie zwischen Himmelskörpern transportiert wird, hat direkte Auswirkungen auf die Richtlinien zum Schutz der Planeten, die für Weltraummissionen gelten. Die aktuellen Protokolle sehen strenge Beschränkungen für Missionen zu potenziell bewohnbaren Welten wie dem Mars vor, um deren Kontamination mit irdischem Leben zu verhindern, sowie für Probenrückführungsmissionen, um die unkontrollierte Einwanderung außerirdischer Organismen auf die Erde zu verhindern.

Da die neue Studie darauf hindeutet, dass Mikroben die Bedingungen überstehen könnten, die mit dem von Mars entweichenden Ausstoß verbunden sind, argumentieren die Autoren, dass Materialien, die auf nahegelegene Himmelskörper gelangen, einschließlich der beiden Marsmonde, ebenfalls lebensfähiges Leben beherbergen könnten. Es ist wahrscheinlich, dass Phobos, der in der Nähe des Mars umläuft, Mars-Trümmer mit geringeren Spitzendrücken aufnimmt als der zur Erde gerichtete Ausstoß, was ihn zu einem besonders wichtigen Ziel macht, wenn man die Kontaminationsrisiken betrachtet.

Das Team weist darauf hin, dass diese umfassendere Sichtweise auf die Überlebensbedingungen bei Einschlägen eine Neubewertung der Anwendung der Vorschriften zum Schutz des Planeten erforderlich machen könnte, insbesondere für Ziele, für die derzeit weniger Einschränkungen gelten, die aber dennoch biologisch interessantes Material vom Mars sammeln könnten. Ramesh erklärte, dass die Ergebnisse die Notwendigkeit unterstreichen, bei der Auswahl planetarischer Ziele und der Konzeption von Missionsarchitekturen, die unbeabsichtigten biologischen Transfer minimieren, Vorsicht walten zu lassen.

Mit Blick auf die Zukunft wollen die Forscher untersuchen, ob wiederholte, stoßartige Belastungen die Selektion noch widerstandsfähigerer Bakterienpopulationen begünstigen oder adaptive Veränderungen anstoßen, die das Überleben unter extremen mechanischen Belastungen verbessern. Außerdem wollen sie ihre Experimente auf andere Organismen, darunter Pilze, ausweiten, um festzustellen, ob eine ähnliche Widerstandsfähigkeit in verschiedenen Lebensbereichen verbreitet ist oder ob sie ein besonderes Merkmal nur einiger weniger extremer Mikroben ist.

Quelle: Johns Hopkins University

Quellenhinweis:

Lily Zhao, Cesar A Perez-Fernandez, Jocelyne DiRuggiero, K T Ramesh, Extremophile survives the transient pressures associated with impact-induced ejection from Mars, PNAS Nexus, Volume 5, Issue 3, March 2026, pgag018, https://doi.org/10.1093/pnasnexus/pgag018