Welches Leben wäre auf unserem heißen Nachbarplaneten möglich? Chemiker Nuno Maulide über außerordentliche Moleküle.
"Wiener Zeitung": Ein internationales Forschungsteam hat in der dichten Atmosphäre der Venus das Gas Monophosphan, auch Phosphin genannt, mit Teleskopen aufgespürt. Ihm zufolge könnte es sich um ein Zeichen für Leben auf unserem inneren Nachbarplaneten handeln. Wie sieht es der Chemiker: Deutet Phosphin auf Leben hin?Nuno Maulide: Phosphor-Verbindungen, vor allem Phosphate, sind für alle Lebewesen essenziell, weil sie am Aufbau und an den Funktionen von Organismen und an der zellulären Energieversorgung beteiligt sind. Doch mit Phosphin (PH3) kann die Natur kaum etwas anfangen. Es reagiert in der Atmosphäre der Venus, wie auch auf der Erde, vermutlich schnell mit anderen Molekülen. Und es ist ein giftiges, für viele Lebewesen tödliches Gas. Auf der Erde wird Phosphin in kleinen Mengen produziert, und zwar in anaeroben Ökosystemen, in denen hauptsächlich Lebewesen, die für ihren Stoffwechsel keinen molekularen Sauerstoff brauchen. Daher könnte man annehmen, dass es ein Fingerabdruck von Leben sein könnte. Eine andere Ursache könnten jedoch chemische Reaktionen sein.
Entsteht Phosphin ohne Leben?
Grundsätzlich gibt es rein chemische, sogenannte abiotische Prozesse, die Phosphin herstellen. Auf erdähnlichen Planeten sind jedoch keine abiotischen Prozesse bekannt, die PH3 in der gefundenen Konzentration von 20 ppb (parts per billion, Teile pro Milliarde, Anm.) erzeugen. Anders als auf der felsigen Venus verhält es sich auf dem Gasriesen Jupiter, wo Phosphin zwar in der Atmosphäre existiert, aber nichts Lebendiges, sondern große Wasserstoff-Reserven und großer Druck im Inneren zu dessen Bildung führen. Solche Bedingungen sind definitiv nicht auf der Venus zu finden. Allerdings ist auch die Annahme, dass wir die gesamte Chemie im All kennen, unrealistisch. Und natürlich könnten geologische oder photochemische Prozesse schuld sein, oder Reaktionen auf Blitzentladungen, oder vulkanische Aktivität. Allerdings wurden mehrere solcher Erklärungen von den Autoren ausgeschlossen.
Welches Leben könnte es auf anderen Planeten geben?
Leben, wie wir es kennen, baut sich aus Aminosäuren, Zucker, Fettsäuren, Phosphaten und Kohlenstoff auf und toleriert gewisse Bedingungen. Der Mensch etwa hat eine Chemie, die schon bei sehr hohem Fieber nicht mehr so gut funktioniert! Unsere Proteine führen ihre Arbeit durch, weil sie sich in eine gewisse Form falten. Wenn sich die Körpertemperatur verändert, ändert sich die Faltung, das nennt man Denaturierung. Es hat zur Folge, dass zum Beispiel der Blutzuckerspiegel oder die Menge von Sauerstoff im Blut nicht mehr richtig reguliert werden. Auch mögliche Mikroben auf der Venus bestehen wohl aus diesen Bausteinen. Zudem scheint ein Lebewesen ohne Zellen höchst unwahrscheinlich. Leben ist Abgrenzung und die Zellmembran macht das möglich - die Evolution hat Jahrmillionen daran getüftelt. Dass sie auf anderen Planeten andere Lösungen gefunden hat, ist aber trotzdem möglich, zumal es Überraschungen gibt. Hyperthermophile Lebewesen etwa haben Proteine, die langsamer denaturieren sowie besondere Mechanismen, die die DNA schneller reparieren, als sie bei Temperaturveränderungen zerfällt.
Und wie wahrscheinlich ist es, dass etwas fast 500 Grad Celsius auf der Venus überlebt? Welche Art von Stoffwechsel wäre möglich?
Die Venus bietet hervorragende Bedingungen für Leben ohne Sauerstoff oder Leben bei großer Hitze. Ob Lebewesen Temperaturen jenseits der 150 Grad Celsius aushalten, ist aber nicht klar. Falls es sie gibt, könnten es Archaeen sein, die in heißen Umgebungen ihre Energie aus Kohlendioxid oder Schwefelverbindungen gewinnen.
Auf der Erde gelten Gebiete um Schwarze und Weiße Raucher - hydrothermale Quellen am Grund der Tiefsee mit Temperaturen bis zu 300 Grad - als bakterielle Biotope. Ist das vergleichbar?
Genau! Ganze Forschungsabteilungen widmen sich der rätselhaften Chemie solcher Mikroben, die Extremophile oder im Fall der Toleranz hoher Temperaturen Thermophile genannt werden. Es gab ein Zeitfenster auf der Venus, in dem Wasser geflossen sein könnte, eine Evolution wie auf der Erde also grundsätzlich möglich gewesen wäre. So dies der Fall war, hätte ein unkontrollierbarer Treibhauseffekt die meisten Lebewesen vernichtet. Nur ein paar Extremophile könnten überlebt und sich weiterentwickelt haben. Und vielleicht hinterlassen diese Mikroben heute ihre Spuren in der Atmosphäre - ähnlich wie wir Menschen mit unserem Atem CO2 in die Atmosphäre abgeben. Ich halte es dennoch für unwahrscheinlich und spekulativ, dass solche Organismen eine solche Zeit überdauert haben.
Sie sind mir noch eine Antwort schuldig: Welches Leben könnte es auf anderen Planeten geben?
Ich gehe nicht davon aus, dass es, wenn wir es fänden, Flügel, Flossen oder Hände hätte, obwohl die Evolution sich hierbei perfekte Instrumente ausgedacht hat. Auf jedem Planeten herrschen andere Bedingungen und nur Mikroben halten sehr viel aus. Daher nehme ich an, dass außerirdisches Leben klein wäre. Mikroben auf einem anderen Planeten zu finden wäre deswegen großartig, weil man dann mit Sicherheit eine neuartige Chemie entdecken würde von Lebewesen, die in ganz anderen und für uns möglicherweise giftigen Atmosphären überleben. Durch ihre DNA-Codes, also die Gebrauchsanleitung für ihre Fortpflanzung, sprächen sie zu uns. Leben heißt schon, sich irgendwie zu perpetuieren. Dazu benötigt es eine Chemie von Molekülen, die das ermöglichen.