Kombucha: Verbündeter für Mond und Mars

Die multizellulären Biofilme, die in Kombucha vorkommen, haben sich als vielversprechend erwiesen. Insbesondere wenn es um das Überleben in rauen Umgebungen auf der Erde geht. Daher haben Wissenschaftler*innen das Potenzial der Mikroorganismen untersucht, die extremen Bedingungen im Weltraum zu überstehen. Sie werden sogar als Biofabriken in Betracht gezogen, um selbstversorgende Lebenserhaltungssysteme für zukünftige Weltraumsiedlungen zu entwickeln.

Kombucha im All

In der Expose-Einrichtung der ESA wurden Experimente auf der Internationalen Raumstation durchgeführt, um herauszufinden, ob und wie Bakterien im Weltraum und unter simulierten Bedingungen auf dem Mars überleben können.

Die Proben wurden an der Außenseite der Raumstation platziert. Die Ergebnisse zeigten, dass der Mikroorganismus, ein Cyanobakterium, in der Lage war seine DNA zu reparieren und die Zellteilung fortzusetzen, nachdem er kosmischer Strahlung ausgesetzt war. Er widerstand sogar den zerstörerischen Eisenionen, die erhebliche Zellschäden verursachen.

Bei vielen Lebewesen regenerieren sich Gewebe wie die menschliche Haut oder bakterielle Biofilme, indem sie sich durch Zellteilungen ständig vermehren. Die Art und Weise, wie diese Zellen ihre Teilung stoppen, bis sie ihre DNA-Schäden behoben haben, ist nach wie vor ein Geheimnis. Forscher*innen vermuten, dass ein bestimmtes Gen – das sulA-Gen – hierbei ausschlaggebend sein könnte. Das sulA-Gen fungiert wie ein Verkehrssignal für Zellen. Es hält die Zellteilung an, bis die Zellen ihre DNA repariert haben, ähnlich wie eine rote Ampel Autos zum Anhalten auffordert. Dies ist ein wesentlicher Bestandteil des Sicherheitssystems einer Zelle. Dieser stellt sicher, dass mögliche Schäden behoben werden, bevor sich die Zellen weiter vermehren.

Ein weiteres Experiment zeigte, dass Zellcluster einen Mikrolebensraum für kleinere Spezies bieten. Das bedeutet, dass einige Zellen innerhalb größerer Zellgruppen, die diese kosmischen Reisenden schützen, im Weltraum mitreisen könnten.

Der Planetenschutz umfasst eine Reihe von Maßnahmen, die verhindern sollen, dass schädliche biologische und chemische Kontaminationen von der Erde auf andere Planeten, Monde oder Himmelskörper gelangen und umgekehrt. Durch Experimente wie diese können wir verstehen, wie Zellzusammenschlüsse und Biofilme sich vor den extremen Bedingungen im Weltraum schützen, um eine Kontamination zu verhindern und so die Reinheit von Weltraummissionen zu wahren. Darüber hinaus könnten sie auch dazu verwendet werden Organismen auf längeren Reisen durch den Weltraum abzuschirmen.

Mikroben können zudem ein wertvolles "Strahlungsmodell" darstellen. Wenn Forscher*innen verstehen, wie diese Mikroorganismen auf Strahlung reagieren, können sie Erkenntnisse gewinnen, die zum Verständnis und zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit und des Wohlbefindens beitragen. Dazu gehört auch die Entwicklung von Strahlenschutzstrategien für Astronaut*innen im Weltraum.

Auf zum Mond und ab zum Mars

Zukünftige Artemis-Missionen zum Lunar Gateway könnten die Kultivierung von Mikroorganismen auf dem Mond beinhalten.

Petra Rettberg, Leiterin der Astrobiologie-Gruppe des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) betont: „Die Kulturen zeigen ein großes Potenzial, um die langfristige menschliche Präsenz auf dem Mond und dem Mars zu unterstützen.“

„Dank ihrer Fähigkeit, Sauerstoff zu produzieren und als Biofabriken zu fungieren, könnte diese Biotechnologie künftige Weltraummissionen und die Erforschung des Weltraums durch den Menschen erheblich verbessern“, fügt Nicol Caplin, ESA-Wissenschaftlerin für Weltraumforschung, hinzu.

„Ich hoffe, dass unsere Proben in Zukunft am Lunar Gateway angebracht werden oder sogar auf der Oberfläche des Mondes und darüber hinaus eingesetzt werden können. Bis es soweit ist, werden wir weiterhin die Möglichkeiten unserer Biokulturen erforschen.”