Freitag, 16. November 2012

Wissenschaftler suchen nach Leben in der Stratosphäre


Blick auf die Erdatmosphäre. | Copyright: NASA 

Seattle (USA) - Während die oberen Schichten der Erdatmosphäre lange Zeit als lebloser und lebensfeindlicher Raum galten, haben Studien mittlerweile gezeigt, dass es mikrobiologische Lebensformen auch in Höhen von 18 bis 50 Kilometern gibt. Über die Vielfalt des Lebens in dieser Höhe ist bislang jedoch nur wenig bekannt. US-Wissenschaftler wollen deshalb diese Lebensformen genauer erforschen, bestimmen und zählen.

Grund für die bis noch vor wenigen Jahren gehegte Vorstellung einer toten oberen Atmosphäre war hauptsächlich der Umstand, dass die dort vorherrschenden Bedingungen (hohe Strahlungswerte, niedriger atmosphärischer Druck und die Abwesenheit von Wasser und Nährstoffen) Leben scheinbar unmöglich machten - bis das Gegenteil in Form von Mikroben bewiesen wurde.

"Leben in diesen Höhen fordert unsere bisherige Vorstellungen von Biosphären heraus", erläutert David J. Smith von der University of Washington, der mit seinem Team und finanzieller Unterstützung des Astrobiology Institute der NASA eine vollständige Bestandsaufnahme des Lebens in der sogenannten Stratosphäre anstrebt. Auch wollen die Forscher Fragen danach beantworten, woher diese Lebensformen kommen, wohin sie wieder (ver)gehen und wie sie evolutionär einzuordnen sind. Zugleich erhoffen sich die Wissenschaftler neue Erkenntnisse über Mikroorganismen, die trotz widriger Umstände an den Grenzen dessen, was wir für gewöhnlich sowohl auf der Erde als auch auf anderen Himmelskörpern als lebensfreundlich bezeichnen, existieren können (sog. Extremophile). "Die Stratosphäre gleicht sehr der Oberfläche des Mars", so Smith. "Es gibt kaum einen Ort auf unserem Planeten, der den Bedingungen auf dem Mars derart gleicht."
 

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Zwar gehen erste Berichte über Leben in der oberen Atmosphäre bis in die 1930er Jahre zurück, doch gebe es keinerlei Nachweise dafür, dass die damaligen Flüge bis in eine Höhe von 77 Kilometern tatsächlich unter sterilen Bedingungen durchgeführt wurden, so Smith. Die ersten glaubhaften Beweise für lebendige Organismen in der Stratosphäre seien hingegen erst 2002 innerhalb einer ballongestützten Studie erbracht worden, als lebensfähige Zellen in Höhen von 20 bis 41 Kilometern über Indien entnommen wurden.

Wie die Mikroben die entsprechenden Höhen erreichen, ist bislang noch nicht vollständig geklärt. Während eine kleine Gruppe von Wissenschaftlern die Meinung vertritt, dass diese Lebensformen selbst aus dem Weltraum und damit nicht von der Erde stammen, vermutet Smith, dass sie von Staubstürmen, Hurrikans und anderen Wettererscheinungen in die Stratosphäre getragen wurden. Einige Mikroben, so vermutet der Forscher, könnten auch mit Flugzeugen in niedrigere Stratosphärenschichten gelangt sein.

Allerdings, auch das belegen die bisherigen Untersuchungen, scheinen die zwar lebendigen Mikroben jedoch in den entsprechenden Höhen nicht aktiv zu wachsen. "Unsere bisherige Vorstellung von diesen Mirkoben ist jene, dass sie lediglich den Bedingungen in der oberen Atmosphäre standhalten", so Smith. "Wahrscheinlich reisen sie mit den Höhenwinden, um später an einem anderen Ort wieder auf die Oberfläche zu gelangen."

Bei einer Vielzahl dieser Mikroben handelt es sich um sporenbildende Bakterien, die unter Stress ihren Stoffwechsel einstellen und schrumpfen. Sie bilden eine harte, schalenartige Hülle um ihr Äußeres, während sie im Innern Schutzmechanismen gegen die DNA-schädigende UV-Strahlung aktivieren. Wieder in einer direkt lebensfreundlichen Umgebung angelangt, reaktivieren die Bakterien erneut ihre Lebensprozesse. Bisherige Versuche der Forscher an Bakterien zeigten jedoch, dass nur etwa ein Prozent der Proben reanimiert und im Labor kultiviert werden konnten."

In Zusammenarbeit mit dem Kennedy Space Center der NASA sollen zukünftig mit Ballonsonden im Rahmen der Mission "Microorganisms in the Stratosphere" (MIST) gezielt Proben in der Stratosphäre entnommen werden. "Wir wissen immer noch nicht, wo sich die obere Grenze unserer Biosphäre befindet. Die MIST-Experimente sollen aufzeigen, wie lange Leben in der Stratosphäre existieren kann und welche Mutationen dieser Aufenthalt zur Folge haben kann", so Smith. "Schließlich sind es diese Mutationen, die in lebensfreundlichen Umgebungen erneut wurzeln könnten. So gesehen wäre es - wenn auch nicht beweisbar - zumindest vorstellbar, dass die Evolution komplexen Lebens auf unserem Planeten teilweise auf diesem Weg vorangetrieben wurde", so Smith abschließend.

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Quelle: astrobio.net
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