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SATURNMOND ENCELADUS
Mikroorganismen könnten überleben
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Wienn
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5. März 2018

Der Saturnmond Enceladus gehört inzwischen zu den spannendsten Objekten des Sonnensystems für die Suche nach Leben. Unter seiner Eisdecke vermutet man nämlich einen Ozean, in dem es durchaus lebensfreundlich sein könnte. Nun haben Experimente gezeigt, dass sich auch bestimmte irdische Mikroorganismen hier durchaus wohlfühlen würden.

Experiment

In aufwändigen Experimenten stellten die Wissenschaftler die Bedingungen nach, wie sie vermutlich auf Enceladus vorherrschen und untersuchten anschließend die Methan-Produktivität. Foto: Simon Rittmann  [Großansicht]

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler um den Biologen Simon Rittmann von der Universität Wien gingen der Frage nach, ob mikrobielles Leben, wie wir es von der Erde her kennen, auch auf anderen Himmelskörpern möglich ist. Dazu verwendeten sie Mikroorganismen aus der Gruppe der Archaea, da diese Stoffwechsel mit Wasserstoff und Kohlendioxid betreiben sowie hohe Temperaturen und Druck aushalten können, wie sie etwa auf dem Saturnmond Enceladus vermutet werden. In einer jetzt vorgestellten Studie konnten sie zeigen, dass insbesondere ein Archaea-Stamm aus der japanischen Tiefsee prinzipiell auch unter den möglichen Eismond-Bedingungen vermehrungsfähig wäre.

Die im September 2017 erfolgreich beendete Cassini-Mission der NASA flog auch einige Mal durch die Wassereisfontänen des Saturnmonds Enceladus. Die unzähligen Geysire dieses Eismondes emittieren Wassereis mehrere Kilometer weit ins All. Die Analyse der Zusammensetzung dieser ergab, dass im Inneren von Enceladus alle wesentlichen Zutaten für Leben vorkommen – nämlich Wasser und die Elemente Kohlenstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Schwefel. Außerdem wurden auch Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Methan, molekularer Wasserstoff, Ammoniak und viele weitere Moleküle entdeckt.

Unter der Leitung von Simon Rittmann vom Department für Ökogenomik und Systembiologie der Universität Wien untersuchte ein interdisziplinäres Team zusammen mit der Johannes Kepler Universität Linz, der Krajete GmbH, der Universität Hamburg und der Universität Bremen, ob mikrobielles Leben auch unter den auf Enceladus herrschenden Bedingungen möglich sein könnte. Dafür verwendeten sie methanogene Mikroorganismen (Methanogene) aus der Gruppe der Archaea. Da in den Wassereisfontänen größere Mengen von molekularem Wasserstoff und Kohlendioxid nachgewiesen wurden, nutzten die Forscher Methanogene, welche diesen Waserstoff als Energiequelle und Kohlendioxid als Energie- und Kohlenstoffquelle zu Methan  umwandeln können. "Insbesondere ein Stamm aus der japanischen Tiefsee, der an sehr hohe Temperaturen und hohen Druck angepasst ist, war besonders geeignet", erklärt Rittmann.

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In aufwändigen Experimenten stellte das Team die möglichen Bedingungen nach, wie sie vermutlich auf Enceladus vorherrschen, und untersuchten anschließend die Methan-Produktivität der Methanogenen. Neben den biologischen Experimenten, die an den Universitäten Wien und Linz durchgeführt wurden, waren auch die astronomisch-geologischen Modellierungen von den Universitäten Hamburg und Bremen ein wichtiger Teil der Studie, damit die chemisch-physikalischen Bedingungen, wie sie vermutlich unter dem Eismantel von Enceladus vorherrschen, nachgestellt werden konnten.

"Wir haben gezeigt, dass Methanogene unter Enceladus-ähnlichen Bedingungen vermehrungsfähig sind und ein Teil des in den Wassereisfontänen nachgewiesenen Methan daher prinzipiell biologischen Ursprungs sein könnte", so Rittmann. "Man muss allerdings berücksichtigen, dass die im Labor nachgestellten Bedingungen nicht zwangsläufig denen des unterirdischen Wasserozeans auf Enceladus entsprechen müssen. Diese basieren auf Extrapolationen, die von den Cassini-Daten abgeleitet wurden und naturgemäß fehlerbehaftet sind", so Christa Schleper, Leiterin der Abteilung für Archaea Biologie und Ökogenomik an der Universität Wien.

Falls es wirklich methanogenes Leben auf Enceladus geben sollte, könnte dies durch typische Biosignaturen wie z.B. Lipide oder bestimmte Isotopenverhältnisse von Kohlendioxid und Methan nachgewiesen werden. Die Studie weist aber auch auf einen anderen Aspekt hin. Die Daten zeigen, dass möglicherweise eine Gefahr der Kontamination solcher Eismonde mit irdischen Organismen durch Raumsonden von der Erde besteht.

Ihre Ergebnisse beschreibt das Team in einem Artikel in der Fachzeitschrift Nature Communications.

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