Ein Mikroorganismus mit Geschmack für Meteoriten könnte uns helfen, die Entstehung des Lebens auf der Erde zu verstehen
Aus der Untersuchung von Meteoritenfragmenten, die auf die Erde gefallen sind, haben Wissenschaftler bestätigt, dass Bakterien nicht nur die harten Bedingungen des Weltraums überleben, sondern auch biologisches Material zwischen Planeten transportieren können. Aufgrund der Häufigkeit von Meteoriteneinschlägen, als das Leben auf der Erde entstand (vor ca. 4 Milliarden Jahren), haben Wissenschaftler darüber nachgedacht, ob sie möglicherweise die notwendigen Zutaten für das Gedeihen des Lebens geliefert haben.
In einem Kürzlich durchgeführte Studie untersuchte ein internationales Team um die Astrobiologin Tetyana Milojevic von der Universität Wien eine bestimmte Art von uralten Bakterien, von denen bekannt ist, dass sie auf außerirdischen Meteoriten gedeihen. Bei der Untersuchung eines Meteoriten, der Spuren dieser Bakterien enthielt, stellte das Team fest, dass sich diese Bakterien bevorzugt von Meteoriten ernähren – ein Fund, der Aufschluss darüber geben könnte, wie das Leben auf der Erde entstanden ist.
Die kürzlich erschienene Studie in Wissenschaftliche Berichte (eine Veröffentlichung der ZeitschriftNatur), wurde von einem Astrobiologen geleitet Tetyana Milojevic der Universität Wien. Sie und andere Mitglieder der Extremophiles/Space Biochemistry Group untersuchen seit Jahren die Meteoriten-assoziierte Wachstumsphysiologie der einzelligen metallophilen Bakterien, die als Metallosphaera sedula bekannt sind.
Die anorganischen Bestandteile eines Meteoriten werden in eine mikrobielle Zelle transportiert. Bildnachweis und ©: Universität Wien/Tetyana Milojevic
Um es abzubauen, gehören Metallosphaera sedula zu einer Familie, die als Lithotrophe bekannt ist, Bakterien, die ihre Energie aus anorganischen Quellen beziehen. Die Erforschung ihrer physiologischen Prozesse könnte Aufschluss darüber geben, wie vor Milliarden von Jahren außerirdisches Material auf der Erde abgelagert worden sein könnte, das aufstrebenden Mikroorganismen eine stetige Versorgung mit Nährstoffen und Energie ermöglicht hätte.
Für ihre Studie untersuchte das Team Stämme dieses Bakteriums, die auf einem auf der Erde geborgenen Meteoriten gefunden wurden. Der fragliche Meteorit, Nordwestafrika 1172 (NWA 1172), ist ein multimetallisches Objekt, das im Jahr 2000 in der Nähe der Stadt Erfoud in Marokko entdeckt wurde. Sie fanden heraus, dass dieses Bakterium das Material des Meteors schnell kolonisierte, viel schneller als die auf der Erde gefundenen Mineralien. Als Milojevic erklärt :
„Meteoriten-Fitness scheint für diesen uralten Mikroorganismus vorteilhafter zu sein als eine Ernährung mit terrestrischen Mineralquellen. NWA 1172 ist ein multimetallisches Material, das viel mehr Spurenmetalle liefern kann, um die Stoffwechselaktivität und das mikrobielle Wachstum zu erleichtern. Darüber hinaus könnte die Porosität von NWA 1172 auch die überlegene Wachstumsrate von M. sedula widerspiegeln.“
Milojevic und ihre Kollegen haben dies festgestellt, indem sie untersuchten, wie die Mikroben Eisenoxidmoleküle in ihre Zellen transportierten, und beobachteten, wie sich ihr Oxidationszustand im Laufe der Zeit änderte. Dies geschah durch die Kombination mehrerer analytischer Spektroskopietechniken mit Transmissionselektronenmikroskopie, die eine Auflösung im Nanometerbereich lieferte und verräterische biogeochemische Fingerabdrücke auf dem Meteor aufdeckte.
Künstlerisches Konzept des Meteoriteneintritts in die Erdatmosphäre. Kredit: Universität Oxford
Diese Fingerabdrücke zeigten, dass M. sedula von den metallischen Bestandteilen des Meteors gedieh. Wie Milojevic schloss:
„Unsere Untersuchungen bestätigen die Fähigkeit von M. sedula, die Biotransformation von Meteoritenmineralien durchzuführen, mikrobielle Fingerabdrücke zu entschlüsseln, die auf Meteoritenmaterial hinterlassen wurden, und liefern den nächsten Schritt zum Verständnis der Meteoritenbiogeochemie.“
Die Untersuchung von Lithotrophen, die auf außerirdischen Objekten gedeihen, könnte Astronomen helfen, wichtige Fragen darüber zu beantworten, wie und wo Leben in unserem Sonnensystem entstanden ist. Es könnte auch zeigen, ob diese Objekte und die Bakterien, die sie im Laufe der Zeit auf der Erde abgelagert haben, eine wichtige Rolle bei der Evolution des Lebens gespielt haben.
Wissenschaftler haben seit einiger Zeit die Theorie aufgestellt, dass das Leben (oder seine Grundbestandteile) durch Meteore, Kometen und Asteroiden im gesamten Universum verteilt wird. Wer weiß? Vielleicht verdankt das Leben auf der Erde (und möglicherweise im gesamten Kosmos) seine Existenz extremen Bakterien, die anorganische Elemente in Nahrung für organische Stoffe verwandeln.
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