Sie ist extrem trocken, salzig und intensiver Sonnenstrahlung ausgesetzt: Die chilenische Atacama-Wüste ist einer der lebensfeindlichsten Orte unseres Planeten und ähnelt dabei in interessanter Weise der Marsoberfläche. Bereits seit einiger Zeit gehen Forschende deshalb der Frage nach, inwieweit bestimmte Mikroorganismen solchen Extrembedingungen trotzen können. Frühere Untersuchungen haben bereits bis in eine Tiefe von einem Meter Spuren von Bakterien nachgewiesen, die unter den Bedingungen der Atacama offenbar noch überleben können. Nun sind die Forschenden um Lucas Horstmann vom Helmholtz-Zentrum Potsdam – Deutsches GeoForschungsZentrum (GFZ) der Frage nachgegangen, ob auch in tieferen Bodenschichten noch spezialisierte Mikroben vorkommen.
Eine Profilgrube liefert Einblicke
Das Team hat dazu in einem zentralen Bereich der Wüste eine 4,2 Meter tiefe Profilgrube ausgehoben. In bestimmten Abständen entnahmen sie dabei Bodenproben, die anschließend in GFZ-Labore gebracht und analysiert wurden. Zum Nachweis und der Charakterisierung der möglichen Lebensformen suchten die Forschenden nach genetischem Material in den Proben. Dabei gab es allerdings ein Problem: DNA kann sehr lange erhalten bleiben. Bei gefundenem Erbgut kann es sich somit auch um uraltes Material handeln, das einst in den Boden gelangt ist und somit nicht von aktuell existierenden Organismen stammt. Deshalb hat das Team eine neue Technik verwendet, die aus Probematerial ausschließlich DNA herausfiltern kann, die aus intakten und potenziell noch aktiven Zellen stammt. Dabei kommen bestimmten Substanzen und Zentrifugationen zum Einsatz, um die Zellgebilde von freier DNA zu trennen. Anschließend kann dann gezielt das Erbgut aus ihnen gewonnen und analysiert werden.
Wie das Team berichtet, stellten sie bei ihren Untersuchungen nun eine spezielle Schichtung der mikrobiellen Lebenswelt im Untergrund der Atacama fest. Dabei bestätigte sich zunächst der Lebensnachweis in der oberen Schicht: Die Forschenden fanden dort vorwiegend intrazelluläre DNA von Bakterien aus der Gruppe der Firmicutes. Ab einer Tiefe von 80 Zentimetern zeichnete sich dann allerdings eine Abnahme der Biomasse ab. Sie korrelierte dabei mit dem zunehmenden Salzgehalt und der Wasserknappheit im Boden. Die mikrobielle Besiedelung kommt dann im Bereich von etwa zwei Meter Tiefe ganz zum Erliegen. Doch noch tiefer wurden die Forschenden dann überraschenderweise wieder fündig: Unterhalb von zwei Metern beginnt eine Materialschicht mit besonderen Merkmalen, in der eine Mikroben-Gemeinschaft existiert, die wahrscheinlich vollständig von der Oberfläche isoliert lebt. Sie ist sogar noch vielfältiger als diejenige in den höhergelegenen Bodenbereichen, zeigten die Untersuchungen der intrazellulären DNA.
