Mikroorganismen

Ständig entdecken Wissenschaftler Organismen, die es nach den Gesetzen des Lebens gar nicht geben dürfte.

iStockphoto

Wie bizarre Kreaturen erheben sich die Kalkformationen im Mono Lake über der Wasseroberfläche. Die merkwürdigen Gebilde sind so etwas wie das Wahrzeichen des gut 180 Quadratkilometer großen Sees in Kalifornien. Doch seine wahren Besonderheiten verstecken sich im Schlamm: Bakterien. Unscheinbar auf den ersten Blick – und extrem außergewöhnlich auf den zweiten. Denn diese Mikroben der Art Halomonadacea leben in einer Umgebung, die für viele Lebewesen giftig wäre, wenn nicht tödlich. Der Schlamm des Mono Lake enthält hohe Konzentrationen Arsen – dennoch gibt es dort Leben, das sich darin sogar vermehrt.

Die Bakterien im Mono Lake sind nur einer von vielen Belegen dafür, dass Leben auch ganz anders funktionieren kann, als man es üblicherweise kennt. Immer wieder berichten Wissenschaftler über Organismen, die es eigentlich gar nicht geben dürfte: Mikroben, die ohne Luft und Licht tausend Meter tief im Gestein leben; Mikroben, die ätzende Säure zum Leben brauchen oder die radioaktive Strahlung wegstecken wie der Mensch ein kurzes Sonnenbad. Über 95 Prozent aller Bakterienarten auf der Erde weiß niemand etwas, schätzen Experten. Doch schon unter den bekannten fünf Prozent gibt es so viele verschiedene Spielarten, dass dagegen vermutlich sogar außerirdisches Leben äußerst langweilig erschiene. Simon Conway Morris vom Department of Earth Sciences der  University of Cambridge ist sich sicher: »Was wir hier auf der Erde finden, ist ein verlässlicher Fingerzeig auf das, was wir auch irgendwo anders finden werden.« Was ist das überhaupt, was wir so selbstverständlich Leben nennen?

Je mehr bizarre Organismen die Wissenschaftler finden, umso weniger können sie diese Frage beantworten. Was lebt, so heißt es beispielsweise, das kann sich selbstständig fortpflanzen. Viren jedoch können das nicht, sie benötigen dafür die Zellen eines Wirtes, etwa des Menschen. Dennoch sind Viren alles andere als tote Materie. Auch beim Stoffwechsel, der ebenfalls als Merkmal alles Lebendigen gilt, verlassen sich Viren auf ihre Wirtszellen. Manche Organismen haben zwar einen eigenen Stoffwechsel – dies aber unter Bedingungen, die die meisten Lebensformen nicht überstehen würden: etwa bei
Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt. Minus 273,15 Grad Celsius – kälter kann es nirgendwo werden. Flechten, jene grünlich-braunen Flecken, die man oft auf Steinen sieht, überstehen diesen Kälterekord im Labor, indem sie ihren Stoffwechsel stark zurückfahren. Am anderen Ende der Extrem-Skala stehen die Archaeen. Der Rekordhalter Pyrolobus fumarii braucht mindestens 90 Grad Celsius, um wachsen zu können, und hält es bis 113 Grad aus. Leben im kochenden Wasser ist anderen Organismen unmöglich, weil lebenswichtige Stoffwechselvorgänge dann nicht mehr ablaufen können. Wie das fest gewordene Eiweiß in einem gekochten Hühnerei verlieren körpereigene Moleküle ihre ursprüngliche Form und Funktionsfähigkeit. Für den Menschen kann bereits hohes Fieber gefährlich werden.

Viele Organismen sind auf Sonnenlicht angewiesen, um Stoffwechsel zu betreiben und dadurch Energie zu gewinnen – es gibt aber Ausnahmen. Sogenannte Endolithe, etwa die Acidithiobazillen ferrooxidans, leben tief in der Erdkruste, unter enormem Druck, bei hohen Temperaturen und weit weg von Licht und Luft. Als Nahrung dient ihnen: Gestein. Der Fels im Inneren der Erde ist dicht besiedelt. Einer Hochrechnung zufolge leben in tausend Meter Tiefe in einem Kubikzentimeter Sedimentgestein bis zu zehn Milliarden Zellen – das unterirdische mikrobielle Leben in der Finsternis würde demnach fast ein Drittel der gesamten Biomasse auf der Erde ausmachen. Hinzu kommen all jene Mikroben, die am Grund der Tiefsee in heißen Quellen zu Hause sind, den sogenannten Schwarzen Rauchern. Gewaltige 300 bar Druck haben diese Tiefsee-Bakterien im Lauf der Evolution zu ertragen gelernt. So erfolgreich haben sie sich an ihre extremen Lebensumstände angepasst, dass sie unter einfacheren Bedingungen gar nicht mehr existieren könnten. Ist Wasser eine unabdingbare Voraussetzung für Leben? Lange war die Antwort darauf ein unmissverständliches Ja. Daher konzentriert sich auch die Suche nach außerirdischem Leben auf jene Stellen, an denen man eindeutige Hinweise auf Wasser in irgendeiner Form vermutet oder bereits gefunden hat. Doch putzig aussehende, maximal einen halben Millimeter große vielzellige Organismen stellen dieses Dogma infrage: Bärtierchen, die entfernt mit den Insekten verwandt sind. So erstaunlich erschienen ihre Eigenschaften, dass man sie einst sogar für eine außerirdische Lebensform hielt. Zu dieser Einschätzung trug vor allem bei, dass Bärtierchen nahezu komplett austrocknen können – und dennoch lebendig bleiben. Mehr als drei Prozent Wasser benötigen sie im Extremfall nicht. Zum Vergleich: Der menschliche Körper besteht zu mehr als zwei Dritteln aus Wasser. In getrocknetem Zustand ertragen die Bärtierchen zudem Temperaturen zwischen minus 200 und plus 150 Grad. Extrem starke UV-Strahlung und sogar das Vakuum machen ihnen ebenfalls nichts aus.