Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Atacama-Wüste - Leben unter extremer Trockenheit

27.02.2018

Der zentrale Teil der Atacama-Wüste gilt als eine der trockensten Regionen der Erde. Dennoch sind dort Mikroorganismen zu finden. Allerdings war bislang unklar, ob diese Einzeller dauerhaft dort leben können oder ob sie etwa vom Wind angeweht wurden und alsbald zugrunde gehen. Umfangreiche Analysen eines internationalen Forschungsteams zeigen nun: Selbst in den trockensten Gebieten der Atacama-Wüste gibt es dauerhaft lebensfähige Mikroorganismen, die nach episodischen Regenfällen regelrecht aufblühen und aktiven Stoffwechsel betreiben.

Der zentrale Teil der Atacama-Wüste in Südamerika gilt als eine der trockensten Regionen der Erde. Mitunter regnet es nur einmal pro Jahrzehnt, im Schnitt sind es weit weniger als 20 mm Niederschlag im Jahr. Infolge der Trockenheit ist der Untergrund ziemlich salzig und enthält kaum Nährstoffe – und dennoch sind darin Mikroorganismen zu finden.


Die Marsoberfläche und die Atacama-Wüste im Vergleich.

NASA (links) / Alessandro Airo TU Berlin (rechts)


Eine der Lokalitäten, an denen Proben genommen wurden - Lomas Bayas im Zentrum der Atacama-Wüste.

Dirk Schulze-Makuch, TU Berlin

Allerdings war bislang unklar, ob diese Einzeller dauerhaft dort leben können oder ob sie etwa vom Wind angeweht wurden und alsbald zugrunde gehen. Umfangreiche Analysen eines internationalen Forschungsteams zeigen nun: Selbst in den trockensten Gebieten der Atacama-Wüste gibt es dauerhaft lebensfähige Mikroorganismen, die nach episodischen Regenfällen regelrecht aufblühen und aktiven Stoffwechsel betreiben.

Diese Erkenntnisse haben nicht allein Bedeutung für die Evolution des irdischen Lebens 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, schreibt das Team im Fachjournal „PNAS“.

Die Studie stützt sich auf Proben, die zwischen 2015 und 2017 an sechs verschiedenen Orten in der Atacama-Wüste entnommen worden waren. „Wir haben gezielt Lokationen ausgewählt, die von etwas feuchteren Bedingungen an der Küste bis hin zu extremer Trockenheit im Inneren der Atacama führen“, erläutert der 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.“

Um ein umfassendes Bild zu erhalten, wandten die Forscherinnen und Forscher eine Vielzahl unterschiedlicher Analysemethoden an. Hierbei kamen sowohl die Fähigkeiten verschiedener geowissenschaftlicher Institute im Raum Berlin-Potsdam zusammen als auch die internationaler Partner. Im Einzelnen gehören dazu physiko-chemische Untersuchungen des Bodens sowie molekularbiologische Studien. Hier hat das Deutsche GeoForschungsZentrum GFZ in Potsdam maßgeblich mit Analysen der intrazellulären und extrazellulären DNA beigetragen.

„Auf diese Weise können wir zeigen, 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 ist es nicht allein wichtig, wo es mikrobielles Leben gibt, sondern auch, ob es Änderungen im Lauf der Zeit gibt. 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, es sind 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.

Die Erkenntnisse aus der südamerikanischen Wüste sind für die Frage nach Leben auf anderen Planeten sehr nützlich, 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.

Weiterhin gibt es Nebel, an manchen Hängen auch salzige Lösungen, die sporadisch herabfließen und so Flüssigkeit zur Verfügung stellen. Allerdings ist die Belastung durch harte 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 haben und sich womöglich bis heute in Nischen unter der Oberfläche erhalten haben.

Studie: A Transitory Microbial Habitat in the Hyperarid Atacama Desert, Dirk Schulze-Makuch, Dirk Wagner, Samuel Kounaves et al., PNAS, DOI: 10.1073/pnas.1714341115

Ralf Nestler | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Weitere Informationen:
http://www.gfz-potsdam.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht AWI-Forscher messen Rekordkonzentration von Mikroplastik im arktischen Meereis
25.04.2018 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

nachricht Kieler Forschende entschlüsseln neuen Baustein in der Entwicklung des globalen Klimas
20.04.2018 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Why we need erasable MRI scans

New technology could allow an MRI contrast agent to 'blink off,' helping doctors diagnose disease

Magnetic resonance imaging, or MRI, is a widely used medical tool for taking pictures of the insides of our body. One way to make MRI scans easier to read is...

Im Focus: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz »Encoding Cultures. Leben mit intelligenten Maschinen« | 27. & 28.04.2018 ZKM | Karlsruhe

26.04.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zur Marktentwicklung von Gigabitnetzen in Deutschland

26.04.2018 | Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Weltrekord an der Uni Paderborn: Optische Datenübertragung mit 128 Gigabits pro Sekunde

26.04.2018 | Informationstechnologie

Multifunktionaler Mikroschwimmer transportiert Fracht und zerstört sich selbst

26.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Berner Mars-Kamera liefert erste farbige Bilder vom Mars

26.04.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics