Montag, 28. Juli 2014

Bakterien schützen sich mit komplexen Salzhüllen vor dem Austrocknen – Hinweise auf mögliches Leben auf dem Mars


Mikroskopaufnahme der Salzkristallhüllen von E.coli-Bakterien. | Copyright: J. M. Gómez-Gómez

Valladolid (Spanien) - Im Heimlabor haben spanische Biologen zufällig eine bislang unbekannte Fähigkeit von Bakterien entdeckt, sich mittels komplexer Hüllen aus Salzkristallen vor dem Austrocknen zu schützen. Die erstaunliche Erkenntnis soll nun auch in das Repertoire der Analyseinstrumenten der zukünftigen europäischen Marsmission "ExoMars" aufgenommen werden, die ab 2018 unter anderem auch nach Beweisen für Leben auf dem Mars suchen soll.

Wie José María Gómez vom Laboratory of BioMineralogy and Astrobiological Research (LBMARS) an der spanischen Universidad de Valladolid-CSIC aktuell im Fachjournal "Astrobiology" (DOI: 10.1089/ast.2014.1162) berichten, beobachtete der Forscher die Fähigkeit der Bakterien vom Typ Escherichia coli (E.coli) rein zufällig unter dem Mikroskop seines Heimlabors: Immer dann, wenn die Mikroorganismen in einem Tropfen Salzwasser gegeben wurden, der dann trocknete, manipulierten die Bakterien den Kristallisationsprozess des Natriumchlorids (NaCl, Kochzsalz) derart, dass komplexe biomineralogische, biosaline und dreidimensionale Gebilde entstanden. Im Innern dieser Strukturen können die E. Coli-Bakterien in einer Art Ruhephase (Hibernation) überdauern, bis sie mittels Flüssigkeitszufuhr und die dadurch ausgelöste Auflösung der filigranen Salzhüllen wieder unbeschadet zum Leben erweckt werden.


Obwohl Escherichia coli zu den am meist untersuchten Lebensformen gehört, war die ungewöhnliche Fähigkeit der Wissenschaft bislang entgangen. Nun hoffen Astrobiologen, diese Erkenntnis auch zur Suche nach Leben auf anderen Planeten - etwa dem Mars - nutzen zu können.


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"Es war für mich selbst absolut erstaunlich zu sehen, wie die Bakterien die Salzkristallisation nutzen, um sich selbst eine Schutzhülle zu bauen", erinnert sich der Forscher. "Schon binnen vier Stunden hatte sich innerhalb des trocknenden Tropfens eine beeindruckende biosaline Struktur gebildet, die wir dann später auch im Labor bestätigen konnten."


Bislang war zwar schon bekannt, dass ähnliche Gebilde aus salzigen und proteinhaltigen Flüssigkeiten gebildet werden konnten, doch ist dies der erste Nachweis, dass ganze Bakterienzellen den Kristallisationsprozess etwa von Natriumchlorid nutzen können, um sich eine selbstorganisierte biosaline Schutzhülle mit fraktal-dentritischem Charakter zu erstellen.


"Aus astrobiologischer Sicht ist die Fähigkeit der Bakterien zum Bau dieser Strukturen und ihre Fähigkeit, darin den Austrocknungsprozess unbeschadet zu überdauern, von großer Bedeutung", so Gómez. "Aufgrund ihrer Vielfalt und Komplexität könnten diese Strukturen (da sie nun als das bekannt sind, was sie sind) als Signaturen für Leben auf anderen Planeten - etwa auf der Marsoberfläche oder auf dem Jupitermond Europa - genutzt werden.


Tatsächlich arbeitet das LBMARS-Labor selbst schon jetzt an der Entwicklung des Raman-Instruments für die für 2018 geplante europäische Mars-Mission "ExoMars". Die neue Erkenntnis soll nun in die Fähigkeiten des Instruments miteingebracht werden, um so mögliche Hinweise auf bakterielles Leben auf dem Roten Planeten zu identifizieren.


In weiteren Untersuchungen sind die Forscher nun darum bemüht, mehr darüber herauszufinden, wie die Bakterien die Kristallisation der Salze kontrollieren, um mittels dieser die erstaunlichen dreidimensionalen Schutzhüllen zu erzeugen.


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Quelle: agenciasinc.es
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