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Unterirdisch

Einsiedler-Bakterien lebten Jahrmillionen ohne Sonne

In Südafrika haben Forscher eine Millionen Jahre alte Suppe aus einem kilometertiefen Stollen entnommen - und darin uraltes Leben gefunden. Die Bakterien in dem Wasser lebten ohne Sonnenlicht. Natürliche Radioaktivität hielt sie am Leben.

Tief unter der südafrikanischen Savanne, in 2,7 Milliarden Jahre altem, unberührtem Basaltgestein erwartet man nichts Lebendiges. Und doch gibt es hier unten Leben: eine Jahrmillionen alte ungewöhnliche Gemeinschaft von Bakterien. Entdeckt hat sie ein internationales Forscherteam in Wasserproben aus eben jenem Gestein aus der Nähe von Johannesburg.

Die Mikroben sind völlig abgeschnitten von der Außenwelt und beziehen ihre Energie nicht aus Sonnenlicht, berichten das Team um Li-Hung Lin von der Nationaluniversität von Taiwan in dem Wissenschaftsmagazin "Science". Die Bakterien holen sich die Energie zum Leben ausschließlich aus anorganischen Stoffen, die durch die natürliche radioaktive Bestrahlung von Wasser und Mineralien entstehen.

Bei einer Bohrung in der Mponeng-Goldmine stießen Minenarbeiter auf einen wassergefüllten Hohlraum im uralten unberührten Gestein. Von dem heraussickernden Wasser nahmen Lin und seine Kollegen Proben und analysierten diese. Dabei fanden die Forscher eine mikrobielle Gemeinschaft, die vollständig unabhängig von der Sonne existiert. Die dominierende Bakterienart in den Proben gehört zum Stamm Firmicutes. Sie sind sogenannte sulfatreduzierende Bakterien: Sie lassen Wasserstoff mit schwefelhaltigen Verbindungen reagieren und nutzen die dabei frei werdende Energie zum Leben.

Uran und Wasser statt Luft und Liebe

Die zur Energiegewinnung benötigten Stoffe, also Wasserstoff und Sulfate, entstehen mithilfe radioaktiver Strahlung von mineralischem Uran im tiefen Gestein: Durch die energiereiche Strahlung wird Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespaltet. Gleichermaßen entsteht Sulfat aus schwefelhaltigen Mineralien.

Die Mikrobengemeinschaft existiert schon seit Millionen von Jahren: Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich die unterirdischen Bakterien vor mindestens drei, maximal aber 25 Millionen Jahren von ihren oberirdischen Verwandten getrennt haben. Wie die Bakterien in das fast drei Milliarden Jahre alte Gestein gekommen sind, bleibt für die Wissenschaftler indes noch ein Rätsel.

Dass Lebensgemeinschaften fern jeglicher Sonneneinstrahlung existieren können, ist an sich nicht Neues. Allerdings hatten bisher alle untersuchten entlegenen Mikrobenpopulationen immerhin Verbindungen zum Sonnenlicht, wenn auch nicht als Hauptenergiequelle. Das Ökosystem in Südafrika, das Lis Team untersucht hat, ist hingegen völlig sonnenunabhängig und in der Lage "Millionen von Jahren aktiv zu bleiben, ohne dabei auf Photosynthese angewiesen zu sein", schreiben die Forscher. Sie könnten sich gar unendlich lang selbst erhalten, solange die geologischen Bedingungen gegeben sind.

Eine langsame Lebensweise sichere das Überleben der Mikroben in dieser recht unwirtlichen Tiefe, berichtet das GeoForschungszentrum Potsdam (GFZ), das an den Untersuchungen beteiligt war. Immerhin würde das Nährstoffangebot und die damit verfügbare Energie nur langsam nachgeliefert. Damit ließe sich abschätzen, dass die Bakterien 45 bis 300 Jahre brauchen, um ihre Anzahl zu verdoppeln, sagte Johanna Lippmann-Pipke vom GFZ.

Die autarke Bakterienpopulation existiert tiefer unter der Oberfläche als alle anderen bekannten Mikrobengemeinschaften - und ihre Entdeckung lässt auch neue Mutmaßungen über mögliches Leben unter der Oberfläche anderer Planeten zu.

fba/ddp