Überleben unter extremen Bedingungen: Die beiden Bakteriengattungen Chryseobacterium und Paenisporosarcina fühlen sich bei Eiseskälte pudelwohl ? am Meeresboden unter Gletschern leben sie laut amerikanischen Wissenschaftlern bei bis zu minus 33 Grad Celsius.
Im Inneren von Gletschern und Inlandeis herrschen für Lebewesen unwirtliche Verhältnisse: extrem niedrige Temperaturen, geringe Mengen an Nährstoffen und das Eis selbst, das nur bedingt Wasserzirkulation zulässt. Untersuchungen der vergangenen Jahre haben allerdings ergeben, dass dennoch sowohl im Meereis als auch in Permafrostböden durchaus Bakterien überleben können. Jetzt haben Forscher auch unter Gletschern in Grönland und der Antarktis Bakterien entdeckt: Sie gehören vor allem zu den Gattungen Chryseobacterium und Paenisporosarcina.
Wie viel Minusgrade diese Mikroben tatsächlich aushalten, haben nun Corien Bakermans und Mark Skidmore von der Montana State University in Bozeman haben im Labor getestet. Dazu kultivierten sie die Bakterien in künstlich erzeugtem Eis, das sie mit Nährstoffen angereichert hatten. Im Fokus der Forscher stand die Frage, bis zu welcher Temperatur die Bakterien Zellatmung betreiben können. Im Gegensatz zum Menschen beziehen die Mikroben ihre Energie dafür nicht aus Zucker, sondern aus Azetat, also Salzen der Essigsäure. Abfallprodukt der Atmung ist aber ebenfalls Kohlendioxid, dessen im Eis vorhandenen Anteil die Forscher als Gradmesser für den Zustand der Bakterien nutzten.
Überleben bei minus 33 Grad Celsius
Beide Bakterienvarianten waren demzufolge fähig, bei Temperaturen von bis zu minus 33 Grad Celsius Stoffwechsel zu betreiben. Da auch die Fähigkeit, sich zu vermehren, ein wichtiger Faktor für das Überleben der Bakterien ist, legten die Wissenschaftler ein weiteres Augenmerk auf diesen Parameter. Zwischen minus 4 und minus 8 Grad Celsius entwickelten sich in beiden Stämmen Zellverbände. Nach 70 Tagen bei bis zu minus 15 Grad schrumpften die Kulturen von Paenisporosarcina um etwa acht Prozent. Bei noch tieferen Temperaturen von bis zu minus 33 Grad wurden sie jedoch kaum noch kleiner. Chryseobacterium dagegen bildete zwischen minus 15 und minus 33 Grad die größten Kulturen aus.
Sowohl Chryseobacterium als auch Paenisporosarcina siedelt sich nicht im Inneren von Gletschern oder Inlandeis an, sondern in Ritzen am Boden der Eiskörper. ?Diese Ritzen ermöglichen den Bakterien Zugang zu Nährstoffen?, erklärt Corien Bakermans, da sie dort in der Nähe von nährstoffhaltigen Sedimenten seien. Zudem sei es dort durch die Nähe zum Erdboden wärmer als im Eiskörper selbst.
Ähnliche Verhältnisse vermuten die Forscher auf dem Mars. ?Auch wenn für die Existenz von Leben noch weitere Aspekte eine Rolle spielen ? allein die Tatsache, dass Bakterien unter solch extremen Bedingungen überleben können, lässt den Schluss zu, dass das vielleicht auch auf dem Mars möglich wäre?, schlussfolgert Bakermans.
Corien Bakermans und Mark Skidmore (Montana State University, Bozeman): Environmental Microbiology Reports, doi: 10.1111/j.1758-2229.2011.00298.x © wissenschaft.de ? Marion Martin
