Arsen-Bakterien Forscher zanken über vermeintliche Nasa-Aliens

Es war der Sensationsfund: Nasa-Forscher hatten in einem See ein Bakterium aufgespürt, das statt Phosphor giftiges Arsen in sein Erbgut einbaut. Die Rede war von einem Alien auf Erden. Doch jetzt mehren sich die Zweifel -  Wissenschaftler wollen den Exoten als schnöde Mikrobe enttarnt haben.

Aufnahme unterm Rasterelektronenmikroskop: GFAJ-1-Bakterien
Science/AAAS

Aufnahme unterm Rasterelektronenmikroskop: GFAJ-1-Bakterien

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Was die Nasa Ende 2010 auf einer Pressekonferenz vorstellte, klang revolutionär und sensationell: Die US-Raumfahrtbehörde präsentierte fremdartige Bakterien, die nicht von einem anderen Planeten oder fernen Mond stammten, sondern aus einem kalifornischen See. Der Clou: Die Organismen nutzen statt Phosphor giftiges Arsen und bauen es wohl auch in ihr Erbgut ein. "Es handelt sich um irdisches Leben, aber nicht um Leben, wie wir es bisher kannten", schwärmte Astrobiologin Mary Voytek damals während der Vorstellung, bei der die Forscher über ihre jüngste Veröffentlichung im renommierten Wissenschaftsmagazin "Science" berichteten.

Astrobiologen, die das All nach Leben durchsuchen, hatten auf diese Entdeckung lange gewartet: Sie erhofften sich, dass sie bei ihrer Suche auf Organismen stoßen könnten, die nicht auf den sechs Elementen irdischen Lebens basieren - also Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel und Phosphor. Jetzt gab es darauf einen ersten echten Hinweis.

Doch jetzt mehren sich die Zweifel an dem vermeintlichen Sensationsfund.

Schon früh überraschte die Beobachter, dass es sich bei dem beschriebenen Exoten um kein Mitglied der vermuteten "Schatten-Biosphäre" handelt - um Leben, das unabhängig von dem uns bisher bekannten entstanden ist und sich daher grundlegend unterscheidet. "GFAJ-1" ist stattdessen Mitglied einer bekannten Bakterienfamilie, der Halomonadaceae.

Diverse Forscher äußern jetzt weitere Bedenken. Sie kritisieren, dass...

  • ...die Wissenschaftler um Felisa Wolfe-Simon, Erstautorin der Studie, nicht zweifelsfrei bewiesen hätten, dass die Bakterien auch noch wachsen, wenn ihnen überhaupt keine Phosphorverbindungen zu Verfügung stünden. Zwar hätten sie die Konzentration dieser Substanzen extrem gesenkt. Es seien aber immer noch Spuren vorhanden gewesen. Eventuell hätten diese ausgereicht, um die Bakterien weiter wachsen zu lassen.
  • ...nicht eindeutig erwiesen sei, dass das Bakterium tatsächlich Arsen in sein Erbgut einbaut. Den Forschern wird vorgeworfen, ihre Proben nicht ausreichend gereinigt und nicht die besten Nachweismethoden gewählt zu haben.

Ungeklärt seien auch einige Probleme, die sich für ein Arsen-Bakterium ergeben:

  • Wenn das Erbgutmolekül DNA auf der Basis von Arsenaten statt Phosphaten aufgebaut sein soll, könnten normale Enzyme in der Zelle damit wahrscheinlich nicht umgehen - dann würde der gesamte Organismus zum Erliegen kommen. Das Bakterium bräuchte wahrscheinlich andere Enzyme, um überhaupt mit der Arsen-DNA arbeiten zu können.
  • DNA auf Arsenbasis müsste in Gegenwart von Wasser extrem instabil sein - ein Riesenproblem, denn Erbgut, das bei Kontakt mit Wasser einfach zerfällt, wäre ein Todesurteil für jeden Organismus.

Harsche wissenschaftliche Debatte

Handelt es sich also lediglich um einen Mikroorganismus, der auch extrem hohe Dosen des giftigen Arsens überstehen kann? Das allein wäre sicherlich eine interessante Eigenschaft - aber keineswegs eine Sensation.

Ein Sprecher der Nasa erklärt auf Anfrage von SPIEGEL ONLINE, er könne zu den wissenschaftlichen Daten keine Stellung nehmen. "Aber es war immer ein wichtiger Teil der Wissenschaft, dass Forscher kontrovers diskutieren - und genau das findet eben jetzt statt. Der Unterschied ist nur, dass diese Debatten früher nur wenige verfolgt haben, in Zeiten des Internets kann sich dagegen jeder beteiligen." Überrascht hätten ihn dabei allerdings einige sehr persönliche Angriffe gegen die beteiligten Forscher.

Der Ton ist bisweilen harsch. Die Mikrobiologin Rosie Redfield von der University of British Columbia etwa zieht in ihrem Blog ein vernichtendes Fazit: "Viel Unfug, kaum glaubwürdige Daten." Sie wisse nicht, ob die Studienautoren einfach schlechte Wissenschaftler seien oder ob sie skrupellos die "Es gibt Leben im Weltraum"-Theorie der Nasa vorantreiben wollten.

Wolfe-Simon und ihre Kollegen schienen zuerst ratlos, wie sie mit der Kritik umgehen und diese beantworten sollten. Der Dialog müsse, ebenso wie der Science-Bericht, wissenschaftlich korrekt erfolgen - also von mehreren Gutachtern geprüft und dann in Fachmagazinen veröffentlicht werden. Doch derart langatmige Prozesse sind in Social-Media-Zeiten schwer als alleiniger Kommunikationskanal einzuhalten. Das haben die beteiligten Forscher eingesehen, Felisa Wolfe-Simon hat inzwischen auf einige Fragen geantwortet. Sie hat außerdem angekündigt, die Bakterien an andere Labore abzugeben, damit Forscher dort ebenfalls mit ihnen experimentieren können.

Erschreckend instabiles Erbgut

Den klassischen Weg über eine Fachpublikation haben jetzt drei Wissenschaftler einschlagen, die klären wollten, wie stabil eine Arsen-DNA sein würde. Auf der Basis früherer Untersuchungen ähnlicher Moleküle schätzen sie die Stabilität eines Erbgutmoleküls ab, das statt auf den in der DNA üblichen Phosphodiester-Bindungen auf Arsenodiester-Bindungen beruht. Sie berechneten die Zeit, nach der sich die Hälfte dieser Bindungen in 25 Grad warmem Wasser gelöst hat, wie sie im Fachmagazin "ACS Chemical Biology" berichten.

Dabei kommen Kent Gates und seine Kollegen von der University of Missouri in Columbia auf ein eindrucksvolles Ergebnis: Gewöhnliche DNA würde unter solchen Bedingungen nach etwa 300.000 Jahren zur Hälfte gelöst sein - bei einer arsenhaltigen DNA würde dieser Prozess in nur 0,06 Sekunden geschehen. Im menschlichen Genom mit seinen rund drei Milliarden Basenpaaren bedeutet dies, dass sich im Erbgut einer Zelle pro Woche zwei Phosphodiester-Bindungen lösen. Beruhte die DNA auf Arsen, wäre sie in weniger als einer Zehntelsekunde zur Hälfte zersetzt.

"Eine dermaßen dramatische Instabilität in seinem Erbgut zu überstehen, würde GFAJ-1 vor ein ernsthaftes Problem stellen", schreiben die Forscher. Sie wollten damit nicht unterstellen, dass so ein Organismus nicht existieren könne. Es wäre möglich, dass die DNA in irgendeiner Form dehydriert vorliege und Eiweiße und andere kleine Moleküle sie von der Flüssigkeit abschirmen. Auch könnte eine deutliche Steigerung der Reparaturmechanismen dem Verfall des Erbguts entgegenwirken.

"Bislang wurden die chemischen und biochemischen Herausforderungen, vor denen ein arsenverarbeitendes Bakterium stehen würde, nur oberflächlich berücksichtigt", lautet ihr Fazit. Es ist zu hoffen, dass die Forschung in den kommenden Monaten mehr Antworten darauf geben wird - und klärt, ob GFAJ-1 eine Art irdisches Alien ist oder doch nur eine zähe, aber gewöhnliche Mikrobe.

insgesamt 18 Beiträge
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frank_lloyd_right 02.02.2011
1. "statt phosphor giftiges arsen" -
hatten sie schon viel mit phosphor zu tun ? ist auch nicht ohne.
TheCabal, 02.02.2011
2. ...
Ja jetzt fängt es allmählich an: Da ein ALIEN! Ne das ist ne Mikrobe..... ABER DA IST EIN ALIEN...... Wie stellen sich die meisten Menschen Aliens vor? Garantiert ist es keine Mikrobe, Bakterien oder sonst was man nicht sieht. Von daher extrem unspektakulär da sich jeder denken kann, das es irgendwo da draussen aufjedenfall Bakterien usw. gibt.
gsm900, 02.02.2011
3. "Gelöst": ist hydrolisiert gemeint?
Zitat von sysopEs war*der Sensationsfund: Nasa-Forscher hatten in einem See ein Bakterium aufgespürt, das statt Phosphor giftiges Arsen in sein Erbgut einbaut. Die Rede war von einem Alien auf Erden. Doch jetzt mehren sich die Zweifel - *Wissenschaftler wollen den Exoten als schnöde Mikrobe enttarnt haben. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,743009,00.html
Lösen bedeutet keine chemische Reaktion sonden eine phyikalischen vorgang, z. B. Aceton löst sich im Wasser, bleibt aber Aceton. Dagegen würde Kalziumkarbid mit Wasser reagieren und Acetylen bilden.
Viper2024, 02.02.2011
4. Neid und Mißgunst
sind nicht nur unter den Deutschen sondern auch unter Forschern weit verbreitet. Jeder der mal auf einer wissenschaftlichen Fachkonferenz war weiß, das es da zugehen kann wie in einem Kindergarten. Und nicht die Forscher haben ihre Entdeckung als "Sensation" angeprießen sondern diesen Job macht nur zu gerne die Presse.
Ishibashi 02.02.2011
5. Spuren
Zitat von sysopEs war*der Sensationsfund: Nasa-Forscher hatten in einem See ein Bakterium aufgespürt, das statt Phosphor giftiges Arsen in sein Erbgut einbaut. Die Rede war von einem Alien auf Erden. Doch jetzt mehren sich die Zweifel - *Wissenschaftler wollen den Exoten als schnöde Mikrobe enttarnt haben. http://www.spiegel.de/wissenschaft/natur/0,1518,743009,00.html
Fragt sich nur wer sich da jetzt wichtiger macht. Ein absolut frei von irgendetwas ist bei biologischen Systemen grundsätzlich nicht möglich!
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