Leben in der Wüste: Mikroben gewinnen Wasser aus Gestein

Riverside (USA) - Kein Leben ohne Wasser. Cyanobakterien, die in Gesteinsbrocken der Atacama-Wüste existieren, haben sich auf ungewöhnliche Weise an die extreme Trockenheit angepasst: Die photosynthetisch aktiven Mikroben setzen das in Gipskristallen gebundene Wasser durch Säurebildung frei. Dadurch nimmt das Mineral eine neue, wasserfreie Kristallstruktur an und wird zum so genannten Anhydrit, wie amerikanische Forscher im Fachjournal „Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)“ berichten. Sie schließen daraus, dass auch unter noch extremeren Umweltbedingungen Leben ohne freies Wasser möglich wäre – beispielsweise auf dem Mars.

„Mikroben in der Atacama-Wüste nutzen das Gestein nicht nur, um sich vor der extremen Sonnenstrahlung zu schützen, sondern auch als Wasserquelle“, schreiben die Wissenschaftler um David Kisailus von der University of California in Riverside. Das in Gesteinsbrocken enthaltene Gips, auch Gipsspat genannt, liegt in einer Gitterstruktur aus Kalziumsulfat und Wasser vor (CaSO4 x 2H2O). Bei hoher Temperatur und sauren pH-Werten können sich Wassermoleküle aus dem Kristall lösen, so dass der Gips in die Form des Anhydrits übergeht.

Diese Umwandlung machen sich Cyanobakterien zunutze, indem sie im Inneren des Minerals die Kristallflächen mit einem Biofilm überziehen und darin organische Säuren freisetzen, die das Kristallwasser verfügbar machen. Durch spektroskopische und mikroskopische Analysen von Gesteinsproben konnten die Forscher nachweisen, dass wasserfreies Gips-Anhydrit nur dort vorlag, wo die Bakterien gewachsen waren. Wie Laborexperimente ergaben, veränderte sich die Kristallstruktur des Minerals nach 30 Tagen nur dann, wenn die Bakterien bei völliger Trockenheit mit den Steinen kultiviert wurden. Je höher die Bakteriendichte im Stein, desto größer war die Freisetzung des Kristallwassers. Stand den Bakterien Nährlösung zur Verfügung, blieben die Gipskristalle in ihrer wasserhaltigen Form unverändert erhalten. Nach Ansicht der Autoren könnten ihre Ergebnisse für die Entwicklung von Wasserspeichertechnologien nützlich sein – zum Einsatz in extremen, vielleicht auch extraterrestrischen, Lebensräumen.