Ein Farbkatalog zur Suche nach außerirdischem Leben

22. März 2015, 17:06
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Eine Datenbank mit den chemischen Fingerabdrücken von Mikroorganismen soll die Suche nach Leben auf Exoplaneten erleichtern

Heidelberg - Astronomen und Biologen haben eine neue Strategie zur Suche nach außerirdischem Leben entwickelt: Ein internationales Team um Siddharth Hegde vom Max Planck Institut für Astronomie in Heidelberg hat die chemischen Fingerabdrücke von 137 verschiedenen Mikroorganismen aus den unterschiedlichsten Lebensräumen bestimmt. Das Ergebnis könnte in Zukunft dabei helfen, Leben auf der Oberfläche von Exoplaneten nachzuweisen, so die Wissenschafter im Fachblatt "PNAS".

Bisherige Strategien hatten sich auf indirekte Spuren von Leben konzentriert, etwa die Auswirkungen, die Leben auf die Zusammensetzung der Atmosphäre des betreffenden Planeten hätte. Wird die Oberfläche eines Exoplaneten allerdings von einer bestimmten Lebensform dominiert, könnte ein direkterer Nachweis von Leben möglich sein: anhand des Lichts, das von Organismen reflektiert wird und dabei eine charakteristische Färbung annimmt.

Spektraler Fingerabdruck

Im Fall der Erde ist etwa ein Teil des reflektierten Lichts grün eingefärbt, weil es von Bäumen und anderen Pflanzen reflektiert wurde. Entsprechend könnte auch ein Organismus, der hinreichend große Teile einer Exoplanetenoberfläche bedeckt, direkt nachgewiesen werden, indem man die Färbung misst, die er dem reflektierten Licht aufprägt.

Diese Färbung wiederum hängt von den Pigmenten ab, also den Farbstoffen, die der Organismus enthält. Die Details der Färbung lassen sich im Spektrum des Lichts nachweisen, in der Zerlegung des Lichts in seine Regenbogenfarben. In einem solchen Spektrum hinterlassen unterschiedliche Farbstoffe spezifische Intensitätsmuster, die zur Identifikation der unterschiedlichen Arten von Mikroorganismen genutzt werden könnten.

137 Spezies erfasst

In ihrem Projekt stellten Hegde und Kollegen Kulturen von 137 Mikroorganismenspezies zusammen. Ausgewählt wurden die Arten aus sehr unterschiedlichen Lebensräumen mit dem Ziel, eine möglichst große Vielfalt an Pigmentierungen zu erhalten. Auf diese Kulturen ließen die Forscher dann Licht verschiedener Wellenlängen vom sichtbaren bis nah-infraroten Bereich fallen, um das spezifische Spektrum des reflektierten Lichts zu messen. Dabei bestätigte sich, dass ein solches Spektrum tatsächlich charakteristisch für die Pigmentzusammensetzung im jeweiligen Organismus ist.

Das Team plant, weitere Proben zu sammeln und den Katalog laufend zu erweitern. Das Ergebnis sei nicht nur für Astrobiologen interessant, sondern auch für Astronomen, die Modelle für Planetenatmosphären berechnen, so die Forscher. Ein Nachweis chemischer Fingerabdrücke von Organismen auf einer Planetenoberfläche stellt allerdings selbst für die nächste Generation von Teleskopen eine beachtliche Herausforderung dar: Derzeit ist es noch nicht möglich, reflektiertes Licht eines Exoplaneten von ähnlicher Größe wie die Erde zu beobachten - ein solcher Planet würde durch seinen Stern schlicht überstrahlt. (red, derStandard.at, 22.3.2015)

  • Oben jeweils eine herkömmliche Aufnahme einer Kultur, unten eine mikroskopische Aufnahme des betreffenden Mikroorganismus.
    foto: s. hegde et al./mpia

    Oben jeweils eine herkömmliche Aufnahme einer Kultur, unten eine mikroskopische Aufnahme des betreffenden Mikroorganismus.

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