Physikalisch-chemische Grenzen mikrobiellen Lebens

Seit den Viking-Sonden im Jahr 1976/77, die nach mikrobiellem Leben auf der Oberfläche des Mars suchten, haben sich unsere Vorstellungen von den physikalisch-chemischen Grenzen des Lebens stark erweitert. Sogenannte extremophile Mikroorganismen wurden überall auf der Erde in Gegenden entdeckt, die durch einen oder mehrere Faktoren gekennzeichnet sind, die man einst für absolut lebensfeindlich hielt, wie hohe oder tiefe Temperaturen, alkalische oder saure Umgebungen, hoher Druck, hohe Salinität. Zum Beispiel wurden von der Antragstellerin extrem halophile Archaebakterien (Haloarcheen) aus ungefähr 250 Millionen Jahre alten alpinen Salzablagerungen isoliert und auch in permischem Steinsalz aus England, Deutschland und Polen gefunden. Diese Mikroorganismen weisen - neben ihrer hohen Salz- und Trockenheitsresistenz - auch anscheinend extrem lange Lebensfähigkeit auf. Außerdem wurden ribosomale Gene von vielen unterschiedlichen Haloarcheen in altem Steinsalz gefunden. Solche Befunde unterstützen die Hypothese, daß diese Mikroorganismen sehr lange überleben können. In Verbindung mit der wiederholten Auffindung von außerirdischem Halit erscheint es plausibel, bei der Suche nach außerirdischen Lebensformen speziell die Suche nach halophilen Mikroorganismen einzuplanen. Jedoch ist es erforderlich, das "exobiologische Potential" der Haloarcheen genauer zu beurteilen, sowie ihre Toleranz gegenüber tektonischen Bewegungen während der Faltung der Alpen. In diesem Antrag wird vorgeschlagen, die Grenzbereiche einiger physikalisch-chemischer Faktoren in bezug auf das Überleben und Wachstum von Haloarcheen zu bestimmen. Die Experimente sollen hauptsächlich mit neuen Haloarcheen-Isolaten aus permischem Salz sowie einigen weiteren Typenstämmen durchgeführt werden. Die Zellen werden mit hohen Drucken und erhöhten Temperaturen behandelt, wie sie in einem Kaltsiegel-Druckgefäß produziert werden, sowie Mars-ähnlichen Bedingungen ausgesetzt, d.h. tiefen Temperaturen, niedrigem Druck, Kohlendioxid-Atmosphäre und UV Strahlung, wie sie in einer Mars- Simulationskammer hergestellt werden können. Die Analyse der gestressten Zellen wird mit molekularbiologischen, biochemischen und mikrobiologischen Methoden durchgeführt. Die zu erwartenden Ergebnisse sollen eine Abschätzung der extremen geologischen Bedingungen ermöglichen, die von Haloarcheen in Salzkristallen toleriert werden, sowie sinnvolle Vorhersagen für die Betrachtung von Haloarcheen als Modell- Organismen für außerirdische Lebensformen erlauben.