Neue wissenschaftl. Gesellschaft: Astrobiologen der Universität Hohenheim erforschen Leben im All

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Spuren von Leben im All und die Bedingungen für das Entstehen von Leben überhaupt: Diesen und anderen Themen widmen sich die sogenannten Astrobiologen. In Deutschland sind sie noch relativ unbekannt. Prof. Dr. Henry Strasdeit und Dr. Stefan Fox vom Fachgebiet Bioanorganische Chemie und Prof. Dr. Wolfgang Hanke vom Fachgebiet Membranphysiologie der Universität Hohenheim in Stuttgart sind Astrobiologen, die bereits seit vielen Jahren die chemischen Grundlagen der Lebensentstehung und das Verhalten von Lebewesen in Schwerelosigkeit untersuchen. Die neu gegründete Deutsche Astrobiologische Gesellschaft (DAbG) soll solche Forschungsarbeiten im deutschsprachigen Raum besser vernetzen.

Die Astrobiologie führte sie zusammen: 70 Naturwissenschaftler aus allen Disziplinen versammelten sich Anfang September im Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin, um die Deutsche Astrobiologische Gesellschaft (DAbG) zu gründen.

Die Gesellschaft möchte die astrobiologische Grundlagenforschung in den verschiedenen Disziplinen vernetzen, den Nachwuchs fördern und die Astrobiologie im deutschsprachigen Raum weiter bekannt machen. Europaweit wird die DAbG in die European Astrobiological Network Association (EANA) eingebunden sein. Weltweit ist die Astrobiologie in der “International Society for the Study of the Origin of Life ‒ The International Astrobiology Society” (ISSOL) organisiert.

Für die Universität Hohenheim im Gründungskomittee saß Prof. Dr. Henry Strasdeit vom Fachgebiet Bioanorganische Chemie:

„Die Gründung ist ein guter Schritt zur richtigen Zeit. Im DLR beispielsweise sind viele Mitglieder und auch deren Vorsitzende Astrobiologen. Der deutschsprachige Raum war bisher formal noch nicht organisiert. Das ist nun Vergangenheit.“

Grundbedingungen für das Entstehen von Leben erforschen

Prof. Dr. Strasdeit erklärt: „Das Leben auf der Erde ist wahrscheinlich an extremen Orten entstanden. Vulkaninseln sind heiße Kandidaten im wahrsten Sinne des Wortes. Dort gab es hohe Temperaturen, intensive Sonnenstrahlung und häufige Meteoriteneinschläge. Als Astrobiologen bilden wir im Labor die Bedingungen an diesen Orten nach, um die chemischen Prozesse der Lebensentstehung zu verstehen.“

Bausteine des Lebens  (Quelle: Uni Hohenheim)
Bausteine des Lebens
(Quelle: Uni Hohenheim)

Zu den Forschungen auf der Erde kommen solche im erdnahen Weltraum: auf der ISS oder mit Forschungssatelliten, zum Beispiel mit dem Satelliten Eu:CROPIS, einem Mini-Gewächshaus, in dem andere Astrobiologen Tomaten unter Mars- und Mond-Schwerkraft züchten werden.

Außerdem untersuchen Astrobiologen, wie sich irdisches Leben auf andere Himmelskörper auswirken könnte. Und schließlich suchen sie nach außerirdischem Leben. Prof. Dr. Strasdeit: „Astrobiologen suchen im Weltall nach Leben, zum Beispiel mit Hilfe der Spektroskopie von der Erde aus oder mit Raumsonden direkt vor Ort.“

Nach Orten für außerirdisches Leben suchen

„Aus den Forschungen auf der Erde entwerfen wir Szenarien über die Wahrscheinlichkeit, dass an anderen Orten im Universum ebenfalls Leben entsteht.“ Nach derzeitigem Wissen sind Kohlenstoff und Wasser Grundbedingungen für Leben – nicht nur auf der Erde, sondern vielleicht im gesamten Universum. „Im Weltall sind bisher auch keine weiteren chemischen Elemente entdeckt worden als diejenigen, die wir auf der Erde haben“, ergänzt Prof. Dr. Strasdeit.

Dabei suchen die Astrobiologen auch im Weltall eher unwirtliche Orte. „Heute würde kein Leben mehr auf der Erde entstehen, weil der Sauerstoffanteil in der Atmosphäre zu hoch ist. Die chemischen Prozesse der Lebensentstehung benötigen anaerobe Bedingungen“, erklärt Prof. Dr. Strasdeit. „Wegen der Temperaturen muss außerdem der Abstand eines Planeten zu seinem Zentralgestirn stimmen.“

Daher kommen alle Planeten und Monde, auf denen flüssiges Wasser vorhanden oder zumindest möglich ist, ins Visier der Astrobiologen. Dazu gehören der Mars und einige Jupiter- und Saturnmonde sowie manche der bisher rund 3.500 entdeckten Exoplaneten außerhalb unseres Sonnensystems. Prof. Dr. Strasdeit: „Ein hoher Sauerstoffgehalt in der Atmosphäre eines Exoplaneten wäre nach heutigem Wissensstand ein Hinweis auf Photosynthese, also auf außerirdisches Leben.“

Der größte Teil der Forschung nutzt konventionelle chemische Analytik

„Wir an der Universität Hohenheim untersuchen Biosignaturen, also direkte oder indirekte Spuren für die Existenz von Leben. Für uns sind das meist Biomoleküle oder Reste davon. Dazu simulieren wir zum Beispiel Bedingungen, wie sie auf anderen Planeten und Monden herrschen. Das klingt nach Science Fiction, ist aber grundsolide Laborarbeit und chemische Analytik“, erläutert Dr. Stefan Fox von der Universität Hohenheim.

Dr. Fox habilitiert im Fachgebiet Bioanorganische Chemie und untersucht die Wechselwirkungen von Salzen und Mineralien mit Biomolekülen. Er beschäftigt sich mit chemischer Evolution: „Wie die ersten Lebewesen standen bereits auch chemische Systeme, die ihnen vorausgingen, unter Evolutionsdruck und mussten sich unter den vorhandenen Bedingungen weiterentwickeln.“

„Nach unserem bisherigen Wissen hat sich das Leben zunächst sehr langsam entwickelt.“ Die Erde wurde vor etwa 4 Milliarden Jahren bewohnbar. Spätestens eine halbe Milliarde Jahre danach existierten einzellige Mikroorganismen. Bis die ersten echten Mehrzeller entstanden, dauerte es noch einmal etwa 1,5 Milliarden Jahre. Zum Vergleich: Die Dinosaurier starben vor 66 Millionen Jahren aus.

Astrobiologische Lehre an der Universität Hohenheim

Die Astrobiologie ist auch in der Lehre der Universität Hohenheim fest verankert. Seit 2015 wird in drei Master-Studiengängen (Biologie, Earth & Climate System Science, Crop Sciences – Plant Nutrition and Protection) das Wahlmodul „Spring School Extreme Environments“ angeboten. Darin werden unter anderem zahlreiche interdisziplinäre Aspekte der Astrobiologie vermittelt.

Bereits seit mehreren Jahren gibt es im Master-Studiengang Earth & Climate System Science ein vollständiges Modul „Astrobiology“ und als weiteres Modul aus dem Bereich der Astrobiologie das Forschungspraktikum „Practical Course Chemical Evolution“.

Hinzu kommen regelmäßige Exkursionen mit Studierenden ins Nördlinger Ries. Dr. Fox: „Beim Ries handelt es sich um einen der besterhaltenen größeren Meteoritenkrater der Erde – und das fast direkt vor unserer Haustür.“

Quelle: Offizielle Pressemitteilung der Universität Hohenheim

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Pia Gaupels

Pia Gaupels, 30, Bibliotheksinformationsstudium an der TH Köln von 2007-2010. Studiert seit 2014 an der Universität Münster Geowissenschaften. Der Schwerpunkt liegt auf Planetare Geologie und Geoinformationswissenschaften. Sie hat die Facebook-Seite GeoHorizon gegründet. Zudem hat sie ausgeprägte Fähigkeiten in der Bild- und Videobearbeitung.