Hintergrund

Die Astrobiologie ist ein interdisziplinäres Forschungsthema, das sich mit fundamentalen Fragen zur Entwicklung des Lebens und den physikalischen und chemischen Bedingungen, die diesen Prozess beeinflussen, beschäftigt. Die Astrobiologie schaut dabei nicht nur ins Universum sondern versucht auch die Entwicklung des Lebens auf der Erde zu verstehen und daraus Erkenntnisse für die mögliche Entwicklung des Lebens und der Suche nach möglichen Spuren außerhalb der Erde zu erlangen.

Im Fokus der geomikrobiologischen Arbeiten am GFZ zu dieser Thematik stehen insbesondere Studien zur Habitabilität und die Analyse von Biosignaturen im natürlichen Habitat und in Simulationsexperimenten. Dabei spielen Habitate auf der Erde, die durch Bedingungen gekennzeichnet sind, wie sie in noch extremerer Form auf anderen Planeten und Monden in unserem Sonnensystem auftreten, eine wichtige Rolle für die astrobiologische Forschung. Dazu gehören Habitate die durch extreme Trockenheit und/oder Kälte gekennzeichnet sind und die sich daher als analoge Studienobjekte besonders eignen, wie beispielsweise die Atacama-Wüste in Chile, eisfreie Gebiete in der Antarktis oder der Permafrost in der Arktis (s. auch Thema 1 - 3). Die Sektion Geomikrobiologie besitzt eine einmalige Kultursammlung von Mikroorganismen aus diesen Extremhabitaten. Diese Mikroorganismen sind aufgrund ihrer Anpassung an die extremen Bedingungen ihres Lebensraumes als Modelle für mögliches Leben außerhalb der Erde besonders geeignet und werden daher in entsprechenden Simulationsexperimenten eingesetzt. Hierzu gehören auch Low-Earth-Orbit-Experimente auf der internationalen Raumstation (ISS). 

In den letzten Jahren wurde in der Region Potsdam-Berlin mit Geo.X-Partnern (www.geo-x.net) ein aktives Forschungsnetzwerk aufgebaut, das gemeinsame astrobiologische Studien zur Habitabilität und zu Biosignaturen durchführt. Unter anderem wurde kürzlich ein ESA-Experiment an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) durchführt, dass gegenwärtig in den beteiligten Laboren ausgewertet wird.

Wissenschaftliche Fragestellungen

• Welche Überlebensstrategien haben extremophile Mikroorganismen entwickelt, um unter extremen Bedingungen auf der Erde zu überleben?
• Können methanogene Archaeen aus Permafrosthabitaten unter den klimatischen Bedingungen des Mars‘ existieren?
• Welche Rolle spielen Mikroorganismen bei der initialen Entwicklung von Habitaten auf einem Planeten?

Untersuchungsgebiete

• Permafrostgebiete in der Arktis
• Kalte Wüsten in der Antarktis (Larsemann Hills)
• Atacama-Wüste, Chile

Projekte

• ESA BioSigN: Bio-Signaturen und bewohnbare Nischen
• Becas Chile/DAAD: Auswirkungen multipler Umweltstressoren auf die Zusammensetzung und funktionelle Vielfalt mikrobieller Gemeinschaften in initialen Bodenökosystemen in der Puna de Atacama, Atacama-Region, Chile. 

Kooperationspartner

Dr. Jean-Pierre de Vera, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), Deutschland

Prof. Dr. Dirk Schulze-Makuch, Technische Universität Berlin (TUB) und GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung