Wir könnten versehentlich das einzige Leben getötet haben, das wir vor fast 50 Jahren auf dem Mars gefunden haben

Kürzlich wurde ich eingeladen, auf einem Symposium der Amsterdam Royal Palace Foundation zu sprechen, die zweimal im Jahr Experten zusammenbringt, um ein großes Thema wie die COVID-Pandemie oder die Zukunft der Arbeit zu diskutieren. Beim Treffen in diesem Sommer ging es um die Suche nach außerirdischem Leben. Während ich mich auf die Suche in unserem eigenen Sonnensystem konzentrierte, präsentierte Sara Seager vom MIT ihre Ideen, wie man auf Planeten, die andere Sterne umkreisen, nach Leben suchen könnte.

Während unserer Gespräche und den anschließenden Diskussionen habe ich einen Vorschlag fallen lassen, den einige Leute sicherlich als provokativ empfinden werden: dass wir bereits vor fast 50 Jahren Leben auf dem Mars gefunden haben – es aber versehentlich getötet haben.

Mitte der 1970er Jahre schickte die NASA zwei mit Instrumenten ausgestattete Viking-Landegeräte auf die Marsoberfläche, mit denen sie die einzigen Experimente zur Entdeckung von Leben auf einem anderen Planeten durchführten. Die Ergebnisse dieser Tests waren damals und noch heute sehr verwirrend. Während einige von ihnen – insbesondere das markierte Freisetzungsexperiment (bei dem der mikrobielle Stoffwechsel getestet wurde) und die pyrolytischen Freisetzungsexperimente (bei denen die organische Synthese getestet wurde) – zunächst lebenslang positiv waren, war dies beim Gasaustauschexperiment nicht der Fall.

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Die Viking-Lander verfügten auch über ein Instrument zum Nachweis organischer Verbindungen. Es wurden Spuren chlorierter organischer Stoffe gefunden, die damals als Folge einer Kontamination durch die Erde interpretiert wurden. Dies veranlasste den Viking-Projektwissenschaftler Gerald Soffen, seine berühmten Worte auszusprechen: „Keine Körper, kein Leben.“ Mit anderen Worten: Ohne organische Verbindungen könnte es kein Leben auf dem Mars geben. Daher kam Soffen wie die meisten anderen Wissenschaftler zu dieser Zeit zu dem Schluss, dass das Viking-Projekt hinsichtlich der Existenz von Leben negativ oder bestenfalls nicht schlüssig sei.

In dem halben Jahrhundert seitdem hat sich das Bild stark verändert. Acht weitere Lander und Rover haben die Marsoberfläche detaillierter erkundet. Dank des Phoenix-Landers von 2008 und der späteren Bestätigung durch die Rover Curiosity und Perseverance wissen wir, dass es tatsächlich einheimische organische Verbindungen auf dem Mars gibt. Allerdings liegen sie in chlorierter Form vor – was die Wissenschaftler aus der Wikingerzeit nicht erwartet hatten – und wir wissen nicht, ob sie aus biologischen Prozessen oder aus abiotischen chemischen Reaktionen stammen, die nichts mit Leben zu tun haben. Dennoch könnte man sich fragen, wie Soffen heute reagieren würde: Würde er immer noch kategorisch sagen, dass die Viking-Ergebnisse negativ waren?

Zum Zeitpunkt dieser Landungen hatten die Wissenschaftler nur sehr geringe Kenntnisse über die Marsumgebung. Da die Erde ein Wasserplanet ist, schien es vernünftig, dass die Zugabe von Wasser Leben dazu bringen könnte, sich in der extrem trockenen Marsumgebung zu zeigen. Im Nachhinein betrachtet ist es möglich, dass dieser Ansatz zu viel des Guten war. Was ich und andere Forscher an extrem trockenen Orten auf der Erde, wie etwa der Atacama-Wüste in Chile, gelernt haben, ist, dass es eine allmähliche Weiterentwicklung der Lebensformen gibt, je trockener der Lebensraum wird.

Ganz am Ende dieser Entwicklung findet man Mikroben, die vollständig in Salzgesteinen leben. Diese robusten Organismen machen sich einen Prozess zunutze, den wir Hygroskopizität nennen, bei dem bestimmte Salze Wasser direkt aus der relativen Luftfeuchtigkeit anziehen. (Dies ist derselbe Prozess, der Speisesalz klumpig macht, wenn man es der Luft aussetzt.) Aus diesem Grund brauchen die in den Salzgesteinen der Atacama lebenden Mikroben überhaupt keinen Regen – nur eine gewisse Menge Feuchtigkeit in der Atmosphäre .

Stellen wir uns nun die Frage, was passieren würde, wenn man diese an Trockenheit angepassten Mikroben mit Wasser übergießen würde. Könnte sie das überfordern? Technisch gesehen würden wir sagen, dass wir sie hyperhydrieren, aber vereinfacht ausgedrückt wäre es eher so, als würde man sie ertränken. Es wäre, als ob ein außerirdisches Raumschiff Sie halb tot in der Wüste umherwandern würde und Ihre Möchtegern-Retter beschließen würden: „Menschen brauchen Wasser.“ Lasst uns den Menschen mitten in den Ozean bringen, um ihn zu retten!“ Das würde auch nicht funktionieren.

Bei vielen Viking-Experimenten wurde Wasser auf die Bodenproben aufgetragen, was die rätselhaften Ergebnisse erklären könnte. Möglicherweise konnten die mutmaßlichen Marsmikroben, die für die markierten Freisetzungsexperimente gesammelt wurden, diese Wassermenge nicht verkraften und starben nach einer Weile ab. Im Gegensatz zu den anderen Experimenten wurden die meisten Versuche für das pyrolytische Freisetzungsexperiment unter trockenen Bedingungen durchgeführt. Im Vergleich zu einem später durchgeführten Kontrolldurchlauf, der so konzipiert war, dass keine Biologie beteiligt sein konnte, war der erste Durchlauf positiv für das Leben. Interessanterweise hatte der einzige Lauf, der unter nassen Bedingungen durchgeführt wurde, ein geringeres Signal als die Kontrolle.

Diesem Gedankengang folgend sollten wir uns fragen, ob der von Viking getestete Marsboden tatsächlich hygroskopische Salze enthielt und ob die relative Luftfeuchtigkeit an diesen Standorten hoch genug ist. Die Wikinger landeten in der Äquatorregion des Mars, wo der Salzgehalt des Bodens eher gering ist. Der Boden enthält jedoch viel Wasserstoffperoxid und Perchlorate, und beide Verbindungen sind sehr hygroskopisch. Außerdem beobachtete Viking Nebel auf dem Mars – was 100 Prozent Luftfeuchtigkeit bedeutet. Im Prinzip wäre die relative Luftfeuchtigkeit in den Morgen- und Abendstunden so hoch gewesen, dass Mikroben die Feuchtigkeit aufsaugen könnten.

Vor mehr als 15 Jahren haben mein Kollege Joop Houtkooper und ich das Niveau der wissenschaftlichen Spekulationen zu diesem Thema erhöht, indem wir die rätselhaften Viking-Ergebnisse aus einer anderen Perspektive betrachteten. Wir vermuteten, dass mikrobielles Leben auf dem Mars Wasserstoffperoxid in seinen Zellen haben könnte – eine evolutionäre Anpassung, die es ihnen ermöglichen würde, Wasser direkt aus der Atmosphäre zu beziehen. Die Mischung hätte auch andere Vorteile, etwa, dass sie das Wasser bei eisigen Marstemperaturen flüssig hält und so die Bildung von Eiskristallen verhindert, die die Zellen aufbrechen würden.

Während Wasserstoffperoxid in ausreichend hoher Konzentration zur Reinigung und Sterilisation verwendet wird, produzieren viele Mikroben in Ihrem Mund, wie Streptococcus und Lactobacillus, auf natürliche Weise Wasserstoffperoxid, zusammen mit anderen, wie Neisseria sicca und Haemophilus segnis, die es verwenden. Der Bombardierkäfer sprüht eine 25-prozentige Wasserstoffperoxidlösung auf alles, was ihn stört. Mein Punkt ist, dass Wasserstoffperoxid nicht mit dem Leben unvereinbar ist.

Wenn wir davon ausgehen, dass sich das einheimische Marsleben durch den Einbau von Wasserstoffperoxid in seine Zellen an seine Umgebung angepasst haben könnte, könnte dies die Viking-Ergebnisse erklären. Das zum Nachweis organischer Verbindungen verwendete Instrument (Gaschromatograph-Massenspektrometer genannt) erhitzte Bodenproben vor der Analyse. Wenn die Marszellen Wasserstoffperoxid enthielten, hätte das sie getötet. Darüber hinaus hätte es dazu geführt, dass das Wasserstoffperoxid mit allen organischen Molekülen in der Nähe reagiert und große Mengen Kohlendioxid gebildet hätte – und genau das hat das Instrument festgestellt.

Wie ich bereits dargelegt habe, brauchen wir eine neue Mission zum Mars, die sich hauptsächlich der Entdeckung von Leben widmet, um diese und andere Hypothesen zu testen. Es sollte potenzielle Lebensräume auf dem Mars wie das südliche Hochland erkunden, wo Leben in Salzgesteinen nahe der Oberfläche bestehen könnte. Möglicherweise könnten wir sogar ohne Bohren auf dieses Gestein zugreifen – ein enormer Vorteil im Hinblick auf den technischen Aufwand und die Kosten. Ich kann es kaum erwarten, dass eine solche Mission beginnt.

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