Verbirgt sich auf unserem Planeten eine „Schattenbiosphäre“?
Ein Bärtierchen, ein mikroskopisch kleines Tier. Wenn es eine Schattenbiosphäre gibt, dann auf dieser winzigen Ebene des Lebens, die mit bloßem Auge nicht erkennbar ist. (Quelle: doi:10.1371/journal.pone.0045682.g001)
Seit Jahrhunderten richten Wissenschaftler ihre Teleskope gen Himmel, um nach Spuren außerirdischen Lebens zu suchen. Doch möglicherweise haben sie dabei völlig in die falsche Richtung geschaut. Hinweise auf die Existenz außerirdischen Lebens könnten bereits hier auf der Erde existieren, in der sogenannten Schattenbiosphäre. Ganz so unheimlich, wie es klingt, ist es nicht. Die Hypothese ist, dass es hypothetisch ein mikroskopisches Biom des Lebens geben könnte, das unabhängig vom übrigen Leben auf der Erde entstanden ist. Gäbe es eine solche Biosphäre, würde dies die Vorstellung von Leben als kosmische Notwendigkeit und nicht als Zufall stützen und somit die Annahme von Leben anderswo im Universum bekräftigen.
Die Theorie der Schattenbiosphäre ist die Verbindung zweier verschiedener Wissenschaftsbereiche: Astrobiologie und Mikrobiologie. Erstere untersucht die Bedingungen für die Entstehung von Leben auf anderen Planeten, während letztere mikroskopisches Leben hier auf der Erde untersucht. Die Entdeckung einer Schattenbiosphäre würde nicht nur die Annahme stützen, dass Leben kein Zufall ist, sondern Astrobiologen auch einen Leitfaden für die zu suchenden Bedingungen liefern. Derzeit basiert die Suche nach außerirdischem Leben auf der Annahme, dass außerirdisches Leben die gleichen grundlegenden Umweltbedingungen benötigt wie das Leben auf der Erde, es könnte jedoch sein, dass außerirdisches Leben völlig anders funktioniert.
Der Jupitermond Europa ist ein Kandidat für mikroskopisch kleines außerirdisches Leben. Solches Leben könnte eine Schattenbiosphäre hier auf der Erde widerspiegeln. (Quelle: NASA)
Obwohl die überwiegende Mehrheit der terrestrischen Arten Mikroben sind, haben wir lediglich 1 % dieser Organismen untersucht. Unter den verbleibenden 99 könnte sich Leben befinden, das unabhängig von LUCA entstand, dem letzten universellen gemeinsamen Vorfahren, von dem alles bekannte Leben abstammt. Möglicherweise existiert die Schattenbiosphäre bei extremen, für anderes Leben tödlichen Temperaturen, entweder am Rande eines brodelnden Ozeanvulkans oder eingebettet in die eisige Kälte einer antarktischen Eisdecke. Die Schattenmikroben könnten auch andere Elemente als Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Phosphor und Schwefel nutzen.
Die Schattenbiosphäre ist zwar eine überzeugende Theorie, aber eben auch nicht. Eindeutige Beweise für die Existenz eines solchen Mikroorganismus wurden bisher nicht gefunden, obwohl es einige Vermutungen gibt. 2010 wurde berichtet, dass ein Mikroorganismus namens GFAJ-1 in der Lage war, seinen Phosphorverbrauch kurzzeitig durch Arsen, ein hochgiftiges Element, zu ersetzen. Spätere Studien stellten diese ursprünglichen Ergebnisse in Frage, und das Bakterium wird heute lediglich als extremophil angesehen, das in tödlichen Umgebungen überleben kann. Obwohl GFAJ-1 nicht zur Schattenbiosphäre gehört, zeigt es die Obergrenze der Bedingungen auf, unter denen Leben überleben kann, was sowohl für das Verständnis des Lebens auf der Erde als auch für mögliches Leben im Weltraum nützlich ist.
Mono Lake, ein alkalischer See, in dem GFAJ-1 entdeckt wurde. (Quelle: Mono Lake Committee)
Es gibt verschiedene Theorien zur Entstehung der Schattenbiosphäre. Eine davon besagt, dass die Schattenbiosphäre vor dem heutigen Leben entstand und durch einen Meteoriteneinschlag ins All geschleudert wurde. Eingebettet in einen neu entstandenen Asteroiden durchquerten die Schattenmikroben das Sonnensystem, bevor sie wieder auf der Erde landeten und als Außerirdische in ihre Heimat zurückkehrten. Ein solcher Ursprung bleibt Spekulation. Die Schattenbiosphäre ist zwar nur eine Theorie, doch die Suche nach Beweisen ermöglicht uns ein besseres Verständnis des Lebens auf der Erde, wie wir es heute kennen.
Das bestätigte Leben auf der Erde begann als mikroskopisches Biom, das heute in Form von Stromatolithen erhalten ist. Diese Gesteinsformationen enthalten versteinerte Mikroorganismen, die auf ein Alter von 3,5 Milliarden Jahren datiert werden. Besuchen Sie den Shop, um mehr zu erfahren und ein Stück Stromatolith zu erwerben.
Mehr lesen!
Davies PCW. „Die Suche nach einer Schattenbiosphäre auf der Erde als Test des ‚kosmischen Imperativs‘.“ Philosophical Transactions of the Royal Society of London, Reihe A: Mathematik, Physik und Ingenieurwissenschaften. 2011;369(1936):624-632. doi:10.1098/rsta.2010.0235
Wolfe-Simon, Felisa, et al. „Ein Bakterium, das durch die Verwendung von Arsen anstelle von Phosphor wachsen kann.“ Science 332.6034 (2011): 1163-1166.
Marcheselli V. „Die Schattenbiosphärenhypothese: Nichtwissen in aufstrebenden Disziplinen.“ Wissenschaft, Technologie und menschliche Werte. 2020;45(4):636-658. doi:10.1177/0162243919881207
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