Kritik an arsenbasierten Mikroorganismen

Wissenschaftler hatten der Öffentlichkeit vorgestellt, dass das Bakterium GFAJ-1 in der Lage sei, Arsen anstelle von Phosphor in Biomoleküle sowie in seine DNA einzubauen. Jetzt bläst den Astrobiologen ein scharfer Wind entgegen, denn die Datenlage soll nicht aussreichen, um die Aussage so aufrecht zu halten.

Ein Beitrag von Hans J. Kemm. Quelle: Science / eigene Bewertung. Vertont von Peter Rittinger.

Chemiker und Astrobiologen an der Arizona State University sammelten Schlammproben aus dem kalifornischen Mono Lake, ein sehr salziges und alkalisches Gewässer, das hohe Konzentrationen an Arsen enthält. Im Labor züchteten die Forscher Protobakterien aus dem vorhandenen Sediment vom Stamm GFAJ-1.
Das Nährmedium enthielt kaum Phosphor und die Zufuhr von Arsen wurde laufend erhöht. Die wachsenden Kulturen wurden über einen Zeitraum von 2 Jahren immer wieder in eine neue Schale übersiedelt, um das ursprünglich noch vorhandene Phosphor weiter zu reduzieren. Das überraschende Ergebnis: Die Bakterien vermehrten sich weiter und gediehen prächtig, ohne feststellbaren Schaden.

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Bakterien mit und ohne Arsen
(Bild: RRResearch)

Mit Hilfe verschiedener Methoden analysierten die Forscher in der Folge, ob die Bakterien tatsächlich Arsen in ihren Stoffwechsel einbezogen hatten. Es konnte eindeutig festgestellt werden, dass das Gift tatsächlich in der Desoxyribonukleinsäure (DNA), in Proteinen und in Zellmembranen vorhanden war. Arsen hatte an manchen Stellen fast den zentralen Baustein Phosphor ersetzt. Von Astrobiologen wurde die Entdeckung als ein Meilenstein gewertet, da sie die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass außerirdisches Leben existiert.

(Raumfahrer.net berichtete)

Nach Sichtung der Versuchsdaten wurden aber jetzt kritische Stimmen laut. Es existieren 2 Studien, die im Abstand von einem größeren Zeitraum erstellt worden sind, die aber eindeutig widersprüchliche Ergebnisse aufweisen. In der Versuchsdaten-Listung wurde jedoch ein gemeinsamer Mittelwert daraus errechnet, was nicht legitim ist. Des Weiteren wird ein Wert für ein Arsengehalt von 0,19 +/- 0,25 geführt, was aber bedeuten würde, dass die Fehlerwahrscheinlichkeit größer als der Messwert selber ist. Also ist Skepsis schon berechtigt.

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Phosphat/Arsen Anteile
(Bild: RRResearch)

Auch die Aussage der Wissenschaftler wird angezweifelt, dass GFAJ-1 sich ausschließlich von Arsen ernähren kann, wenn Phosphat nicht mehr zur Verfügung steht. Die Probanden enthielten nämlich immer noch eine Menge Phosphat. Das Verhältnis für die Phosphat-Anteile war mit 6.9×10-6 zwar niedrig, aber gegen den Anteil von 13.4×10-6 doch noch erheblich. Was sagt, dass die DNA nicht komplett phosphorfrei ist und nur noch Arsen enthält. Möglich ist, dass die Wissenschaftler den Grenzbereich erreicht haben, den die angewandte Messmethode überhaupt zulässt. Um dies abzuklären, müssten noch mehrere Versuchsreihen ausgewertet werden.

Die Kritiker meinen deshalb, dass es weit verfrüht ist, hier von einer Sensation zu sprechen. Man sollte also die Biochemie nicht neu schreiben, man kann bestenfalls eine hervorgehobene Anmerkung machen.

Für den Autor stellt sich die Frage, ob diese Versuchsreihe eine Bewertung finden kann hinsichtlich der Entstehung von Leben unter diesen Bedingungen oder ob hier die Evolution nachgeholfen hat. Es scheint ja nicht bekannt zu sein, ob die Bakterien sich der Umgebung angepasst haben, also nach einem Leben in arsen-freier Umgebung oder ob sie sich grundsätzlich in dieser sonst lebensfeindlichen Umgebung parallel entwickelt haben.

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