Ist auch unter extremer Trockenheit Leben möglich? Auf der Erde gibt es Regionen, in denen es so gut wie nie regnet - etwa die Atacama-Wüste. Forscher finden dort Mikroorganismen und damit nützliche Erkenntnisse über die Frage nach Leben auf dem Mars.

Die Atacama-Wüste in Südamerika ist eine der trockensten Regionen der Erde. In ihrem zentralen Teil gibt es Regionen, in denen seit Jahrzehnten kein Regen gefallen ist. Im Durchschnitt sind es nur wenige Millimeter Niederschlag im Jahr. Infolge der Trockenheit ist der Boden ziemlich salzig und enthält kaum Nährstoffe. Dennoch finden sich darin Mikroorganismen. Allerdings war bislang unklar, ob diese Einzeller dort dauerhaft leben können oder ob sie etwa vom Wind angeweht wurden und sehr bald absterben.

Wissen 05.04.13

Trockener geht's nicht Die Atacama-Wüste

Nun zeigen Analysen eines internationalen Forscherteams: Selbst in den trockensten Gebieten der Atacama-Wüste gibt es dauerhaft lebensfähige Mikroorganismen, die nach gelegentlichen Regenfällen regelrecht aufblühen und aktiven Stoffwechsel betreiben. Diese Erkenntnisse haben nicht nur eine Bedeutung für die Evolution des Lebens auf der Erde und für die Entwicklung der Erdoberfläche. Sie liefern auch wichtige Hinweise für die Frage, ob auf anderen Himmelskörpern, insbesondere dem Wüstenplanet Mars, Leben möglich ist, schreiben die Forscher im Fachjournal "PNAS".

Die Studie stützt sich auf Proben, die zwischen 2015 und 2017 an sechs Orten in der Atacama-Wüste entnommen worden waren. "Wir haben gezielt Orte ausgewählt, die von etwas feuchteren Bedingungen an der Küste bis hin zu extremer Trockenheit im Inneren der Atacama führen", erläutert Studienleiter Dirk Schulze-Makuch von der TU Berlin. "Diese Veränderung sollte sich in der Lebensfreundlichkeit - wir sagen dazu Habitabilität - und schließlich in der Menge und Diversität der Organismen widerspiegeln."

Signal aus der Vergangenheit oder aktiver Stoffwechsel?

Durch Untersuchungen des Bodens, molekularbiologische und DNA-Analysen zeigte sich, "welche Mikroorganismen tatsächlich in den verschiedenen Standorten in der Atacama-Wüste leben und vermutlich auch stoffwechselaktiv sind beziehungsweise welche Organismen nur noch durch ihre nackte DNA im Sediment repräsentiert werden und somit ein Signal aus der Vergangenheit darstellen", sagt Dirk Wagner, Leiter der GFZ-Sektion Geomikrobiologie und einer der Hauptautoren der Studie. "Weitere Untersuchungen wie zum Beispiel Enzymtests haben gezeigt, dass die mutmaßlich lebenden Mikroorganismen in den meisten Fällen auch tatsächlich aktiven Stoffwechsel betreiben."

Für die Wissenschaftler war es nicht nur wichtig, wo es mikrobielles Leben gibt, sondern auch, ob sich im Lauf der Zeit Änderungen ergeben. Und sie hatten Glück: Kurz vor dem ersten Feldeinsatz im April 2015 hatte es geregnet. Diese Feuchtigkeit hatte einen positiven Einfluss auf das Leben und die Aktivität in der Wüste. Dies lässt sich klar anhand der Proben aus den Folgejahren belegen, die im Februar 2016 und im Januar 2017 entnommen und untersucht wurden. "Wir können deutlich zeigen, dass einige Zeit nach einem Niederschlagsereignis die Häufigkeit und die biologische Aktivität der Mikroorganismen zurückgeht", sagt Wagner. Doch die Organismen (überwiegend Bakterien) sterben nicht vollständig ab. Nach Ansicht der Autoren befinden sich vor allem in den tieferen Schichten der Atacama-Wüste Einzeller, die dort seit Jahrmillionen aktive Lebensgemeinschaften bilden und sich evolutionär an die harten Bedingungen angepasst haben.

Frage nach Leben auf anderen Planeten

Die Erkenntnisse aus der Wüste sind nach Ansicht des Forscherteams sehr nützlich für die Frage nach Leben auf anderen Planeten, gerade in Bezug auf den Mars. Auch dort war das Klima anfangs feucht, es gab ausgedehnte Gewässer, die Wüstenbildung setzte erst später ein. Heute gibt es dort zwar keinen Regen mehr, doch gelegentlich kommt es zu nächtlichem Schneefall, wodurch tags darauf flüssiges Wasser in die oberflächennahen Schichten gelangt. Zudem gibt es Nebel, an manchen Hängen auch salzige Lösungen, die zeitweilig herabfließen und so Flüssigkeit zur Verfügung stellen.

Allerdings ist die Belastung durch starke Strahlung an der Oberfläche wesentlich größer als auf der Erde. Ausgehend von den Ergebnissen der Studie kommen die Autoren deshalb zu dem Schluss: Wenn früher unter besseren Umweltbedingungen einmal Leben auf dem Mars existiert haben sollte, dann könnte es den Übergang hin zu sehr trockenen Bedingungen gemeistert und sich womöglich bis heute in Nischen unter der Oberfläche erhalten haben.