Bakterien: Leben auf der Basis von Arsen |
US-Forscher haben in Kalifornien erstmals Bakterien entdeckt, die sich von Arsen ernähren. «Es handelt sich um irdisches Leben, aber nicht um Leben, wir wir es bisher kennen», sagte die Astrobiologin Mary Yoytek in Washington. Das Bahnbrechende der Entdeckung: Bisher gilt unter Biologen die eiserne Regel, dass das Leben auf der Erde aus sechs chemischen Elementen besteht: Phosphor, Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Schwefel und Sauerstoff. Das für Menschen hochgiftige Arsen zählte nicht zu diesen Stoffen. Jetzt stießen die Forscher, die von der NASA unterstützt wurden, in Sedimenten des kalifornischen Salzsees Mono Lake auf Bakterien, die anstelle von Phosphor das giftige Schwermetall «verdauen». Die Bakterien bauen Arsen in Fette, Proteine und sogar in ihr Erbgut ein, berichten die Nasa-Wissenschaftler. Damit sei erstmals belegt, dass einer der zentralen Bausteine allen irdischen Lebens durch ein anderes Element ersetzt werden kann, schrieben Wissenschaftler im US-Fachjournal «Science».
Die Forscher konzentrierten sich in ihrer Studie auf Arsen, weil das Element Phosphor chemisch sehr ähnlich ist. Genau diese Ähnlichkeit ist auch der Grund dafür, dass Arsen für die meisten Lebewesen hochgiftig ist: Der Stoffwechsel kann die beiden Elemente in ihrer biologisch aktiven Form nicht auseinanderhalten. Wird jedoch Arsen anstelle von Phosphor aufgenommen, funktionieren zentrale biochemische Vorgänge nicht mehr. Die Forscher züchteten im Labor Bakterien aus dem Sediment des unwirtlichen Mono Lake, das stark arsenhaltig ist. Dabei erhöhten sie allmählich die Arsen-Konzentration des Wachstumsmediums. Phosphor gaben sie dem Nährboden hingegen nicht zu. Am Ende verblieb eine Bakterienart, die unter diesen Bedingungen überleben und sogar wachsen konnte. Die Forscher identifizierten sie als den Stamm GFAJ-1 aus der Familie der Halomonadaceae. Das Team wies nach, dass die Bakterien tatsächlich Arsen in ihrem Stoffwechsel verwendeten und damit den fehlenden Phosphor ersetzten.
«Diese Untersuchung erinnert uns daran, dass das Leben, wie wir es kennen, viel flexibler sein kann als wir normalerweise annehmen oder uns vorstellen können», hieß es in einer Mitteilung der Arizona State University. «Wenn etwas hier auf der Erde so etwas Unerwartetes tun kann - was kann das Leben dann noch, was wir noch nicht gesehen haben?» Der US-Wissenschaftler James Elser meint, dass Teile der bisherigen Forschung über Lebensformen neu geschrieben werden müssen. Die Nasa postuliert, dass die Entdeckung «Auswirkungen auf die Suche nach Beweisen für außerirdisches Leben haben wird».
doi: 10.1126/science.1197258
03.12.2010 l PZ/dpa
Foto: Fotolia/Matisse02 (Mono Lake)
