Eine Visualisierung, wie der Mars im Laufe der Zeit aussehen könnte, wenn es den Menschen gelänge, den Planeten zu terraformen.(Bildnachweis: Daein Ballard, CC BY-SA)
Ein Wüstenmoos könnte der Schlüssel zum Terraforming des Mars sein, so eine kürzlich von chinesischen Wissenschaftlern veröffentlichte Studie.
Syntrichia caninervis (S. caninervis), ein Moos, das in extremen Wüstenumgebungen von Tibet bis zur Antarktis vorkommt, wird aufgrund seiner außergewöhnlichen Widerstandsfähigkeit als „Pionierpflanze“ für die Schaffung einer bewohnbaren Umwelt auf dem Mars gehandelt. Die Wissenschaftler glauben, dass diese Pflanze die felsige Oberfläche des Planeten anreichern könnte, um das Wachstum anderer Pflanzen zu ermöglichen.
Einige Studien haben alternative Möglichkeiten für diese Terraforming-Samen untersucht, wie Algen und Flechten. „Pflanzen wie Moose bieten jedoch entscheidende Vorteile für das Terraforming, darunter Stresstoleranz, eine hohe Kapazität für photoautotrophes Wachstum und das Potenzial, unter schwierigen Bedingungen beträchtliche Mengen an Biomasse zu produzieren“, schreibt das Team der neuen Studie in dem Papier.
Man nimmt an, dass Moose die ersten echten Landpflanzen auf der Erde waren. Als solche entwickelten sie eine Toleranz gegenüber extremen Belastungen, die es ihnen ermöglichte, in der sehr rauen frühen Umwelt unseres Planeten zu überleben.
Aber wie extrem ist das?
Inhaltsübersicht
Die Moosversuche
Die Wissenschaftler setzten ganze S. caninervis-Pflanzen Bedingungen aus, die typischerweise auf dem Mars anzutreffen sind: hohe Dosen von Gammastrahlung, geringer Sauerstoffgehalt, extreme Kälte und Trockenheit. Sie berichten, dass die Pflanzen Kombinationen dieser Bedingungen standhalten konnten und sogar über 98 % ihres Wassergehalts verloren und sich dennoch innerhalb von Sekunden erholten – „Trocknen ohne zu sterben“ ist der Begriff, der verwendet wurde. Vielleicht noch erstaunlicher ist die Fähigkeit der Pflanze, sich zu erholen und neue Zweige zu bilden, nachdem sie fünf Jahre lang in einem Gefrierschrank bei -80 Grad Celsius oder einen Monat lang in flüssigem Stickstoff (-195,8 Grad Celsius) gelagert wurde.
Erhalten Sie den kosmischeweiten.de Newsletter
„Einzigartige morphologische Merkmale von S. caninervis, wie z. B. die gedrehten Blätter, sparen Wasser, indem sie die Oberfläche minimieren und die Transpiration reduzieren, und die Grannen bieten einen effizienten Lichtschutz vor intensiver UV-Strahlung, extremen Temperaturen und Wasserverlust“, schrieb das Team. „Gleichzeitig bleiben die Zellwand, die Zellmembran und der Chloroplast und seine Membranstruktur auch in einem völlig dehydrierten Zustand intakt.“
Unter Stress geht S. caninervis in einen Zustand der „selektiven Stoffwechselruhe“ über und bewahrt strategisch wichtige Stoffwechselprodukte – Produkte zellulärer Stoffwechselwege -, die für seine schnelle Wiederauferstehung benötigt werden. „S. caninervis-Pflanzen halten beispielsweise nach Stress hohe Mengen an Saccharose und Maltose aufrecht; diese Zucker dienen als osmotische Wirkstoffe und Schutzmittel, die zur Erhaltung und Stabilisierung der zellulären Architektur beitragen“, schreiben die Wissenschaftler. „Anschließend liefern die Zucker die Energie, die für eine rasche Erholung von den Stressbedingungen erforderlich ist.
Das Moos Syntrichia caninervis (Bildnachweis: Sheri Hagwood, zur Verfügung gestellt von der USDA-NRCS PLANTS Database)
Stress löst auch Gene aus, die für photoprotektive Proteine und Enzyme kodieren, die dabei helfen, schädliche reaktive Sauerstoffspezies, die unter der Strahlung entstehen, abzufangen. „Die mehrschichtige Toleranz [bietet] Schutz unter Stressbedingungen und ermöglicht eine schnelle zelluläre Reparatur und die Wiederherstellung der physiologischen Aktivität, wenn geeignete Wachstumsbedingungen auftreten“, so das Team.
Diese Erkenntnisse, so die Wissenschaftler weiter, legen den Grundstein für den Aufbau nachhaltiger menschlicher Lebensräume jenseits der Erde. Ob diese Aussage eine Übertreibung ist, wird von zukünftigen Experimenten abhängen – und ist vielleicht nicht einmal zu unseren Lebzeiten erreichbar -, aber ein wichtiges Element, das in der Diskussion fehlt, ist nicht die Machbarkeit der Wissenschaft, sondern die Ethik dahinter.
Gehören Menschen auf den Mars?
Das Konzept, einen anderen Planeten zu terraformen, ist nicht neu und hat seine Wurzeln in der Science-Fiction. Und obwohl das Konzept in letzter Zeit in den Medien romantisiert und in Umlauf gebracht wurde, gibt es ernsthafte Bedenken hinsichtlich der sozialen Folgen auf außerirdischer Ebene, die sich aus der vollständigen Umgestaltung eines ganzen Planeten für die menschliche Nutzung ergeben.
In ihrem Aufsatz mit dem Titel The Thorny Ethics of Planetary Engineering skizziert die Astrophysikerin und NASA-Forscherin Erika Nesvold das Dilemma ganz klar: „Das Ziel des Terraforming ist es, absichtlich ein ganzes Ökosystem in globalem Maßstab zu schaffen, was höchstwahrscheinlich jedes bestehende Ökosystem zerstören würde“, schreibt sie. „Die Terraforming-Technologie könnte sogar realisierbar werden, bevor wir definitiv feststellen können, ob außerirdisches Leben auf dem Planeten oder Mond existiert, den wir umgestalten wollen.
„Aber nehmen wir an, wir entdecken Beweise für mikrobielles Leben auf einem Planeten wie dem Mars“, fuhr sie fort. „Sollte dies den Mars als Ziel für das Terraforming disqualifizieren? Sollten wir eine Besiedlung des Mars überhaupt vermeiden?“
Die Studie wurde am 1. Juli in der Zeitschrift The Innovation veröffentlicht.
