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Raumfahrt: Bakterien im Weltraum

Am 24. Juli 2014 startete erneut ein Progress-Versorgungsschiff vom kasachischen Weltraumbahnhof Baikonur zur Internationalen Raumstation ISS. An Bord befanden sich verschiedene Mikroorganismen und biologische Substanzen, deren Überlebensfähigkeit im All getestet werden soll. In simulierten Umgebungen werden die Organismen ultravioletter und kosmischer Strahlung sowie Temperaturschwankungen ausgesetzt, um zu überprüfen, ob die irdischen Überlebenskünstler auch extremen Bedingungen im Weltraum oder auf anderen Planeten trotzen.
Cyanobakterien der Gattung Nostoc

Seit jeher beschäftigt die Frage nach dem Leben im All nicht nur die Menschheit im Allgemeinen sondern auch die Wissenschaft. Mit Hilfe der modernen Raumfahrt ist eine gezielte Suche außerhalb der Erde möglich geworden. Insbesondere der unserem Heimatplaneten in seinen Bedingungen ähnlichste Nachbar Mars war in der Vergangenheit oft und ist auch heute ein spannendes Untersuchungsobjekt bei der Suche nach außerirdischem Leben. Es stellt sich die Frage, ob zu früheren überlebensfreundlicheren Epochen Leben auf dem Planeten und in welcher Ausprägung möglich war. Außerdem interessieren sich die Forscher dafür, mittels welcher Techniken nach Indizien für Leben gesucht werden kann.

Cyanobakterien der Gattung Nostoc | Die Überlebensfähigkeit verschiedener Mikroorganismen unter Weltraumbedingungen, darunter auch der Cyanobakterien der Gattung Nostoc (hier ein lichtmikroskopisches Bild), wird an der Weltraumstation ISS getestet. Insbesondere sollen dabei die Auswirkungen von ultravioletter und kosmischer Strahlung sowie extremer Temperaturen auf ihre Zellstrukturen und das Erbgut untersucht werden.

Vor diesem Hintergrund sind zwei Untersuchungen auf der Internationalen Raumstation ISS geplant und erarbeitet worden. Im Rahmen des Biologie und Mars Experiments (BIOMEX) und des Biofilm Surfing Space (BOSS) Versuchs wurden verschiedene biologische Substanzen und Mikroorganismen am 24. Juli mit einer Progress-Versorgungsrakete zur ISS transportiert. Die Proben sollen während der geplanten Außenbordeinsätze zwischen August und Oktober in die EXPOSE-R2 Anlage an der Außenseite der Raumstation integriert werden. Sie sollen im Anschluss an ihren rund 18-monatigen Aufenthalt zur Untersuchung zur Erde zurückgebracht werden.

Unter der Leitung des Mikrobiologen und Planetenforschers Jean-Pierre de Vera vom DLR-Institut für Planetenforschung wird während des BIOMEX-Experiments untersucht, ob die biologischen Lebensformen den extremen Bedingungen im Weltraum, wie ultraviolette und kosmische Strahlung, trotzen können. Zu den getesteten Organismen zählen Bakterien, Urbakterien, Pilze, Flechten, Moose sowie Algen, die sich sowohl in der Natur als auch in den Laboren der Forscher als extrem überlebensfähig erwiesen. Die Proben werden dem Weltraum in einer simulierten Marsatmosphäre, in eigens zusammengemischten künstlichen Marsböden ausgesetzt, um die Schutzwirkung des Planeten für die Mikroorganismen abzuschätzen. Bei der Nachuntersuchung werden die Forscher ihr Hauptaugenmerk auf die Veränderungen in den Zellstrukturen, den Proteinen und im Erbgut legen.

Das von der Strahlenbiologin Petra Rettberg vom DLR-Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin und ihren Kollegen durchgeführte BOSS-Experiment geht einer spezielleren Fragestellung nach. Es soll untersuchen, ob Mikroorganismen, die sich in einem so genannten Biofilm organisieren, höhere Überlebenschancen in rauen Umgebungen haben als einzelne Vertreter ihrer Art. Innerhalb solcher Biofilme, die zu den ältesten Anzeichen von Leben auf der Erde zählen, leben die Mikroorganismen in einem strukturierten Verbund von vielen Zellschichten, können miteinander wechselwirken und sind zum Teil vor äußeren Einflüssen geschützt. Nachdem die Wissenschaftler die Lebensformen im Labor extremen Temperaturen und ultravioletter Strahlung aussetzten und sie ihnen trotzten, sollen die Proben nun den realen Bedingungen im All sowie simulierten Marsbedingungen ausgeliefert werden.

Die Ergebnisse der beiden Versuche werden Aufschlüsse darüber geben, welche Organismen auf Planeten mit lebensfeindlichen Bedingungen oder sogar im All überleben können. Damit werden die Befunde auch die Frage beantworten können, welche biologischen Substanzen grundsätzlich unversehrt von einem auf andere Himmelskörper transportiert worden sein könnten. Zudem sollten sich Hinweise darauf ergeben, welche Biosubstanzen sich grundsätzlich als Marker für die Suche nach primitivem Leben im All eignen.

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