Diese Art könnte dabei sein, den Mond zu kolonisieren

Am 22. Februar 2019 wurde eine Weltraumsonde, also unbemannt, in eine Umlaufbahn um den Mond gebracht, mit dem Ziel, eine Landung durchzuführen. Es war das erste Mal, dass ein privates Raumfahrzeug auf dem Mondboden landete. Außerdem transportierte die Sonde dehydrierte und inaktive, aber lebensfähige Tardigraden.


Alles verlief nach Plan, als am 11. April, beim Beginn des Abstiegs, ein Problem mit dem Antriebssystem auftrat. Die Geschwindigkeit war zu hoch, um ausreichend verlangsamt zu werden, sodass die Sonde mit mehr als 3000 km/h auf unseren Trabanten aufschlug.

Der Aufprall war gewaltig, und die Sonde zerstreute sich über hundert Meter. Das wissen wir, weil der Einschlag vom Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) der NASA fotografiert wurde.

Was ist mit den Tardigraden passiert? Haben sie überlebt und wenn ja, könnten sie den Mond kolonisieren? Ist der Mond nun kontaminiert?

Tiere, die fast allem standhalten

Tardigraden sind mikroskopisch kleine Tiere. Sie sind weniger als einen Millimeter lang. Die meisten haben zwei Augen, aber alle verfügen über Neuronen, eine Mundöffnung am Ende eines einziehbaren Rüssels, einen Darm mit Mikrobiota und vier Paar ungegliederte Beine, die in Klauen enden. Diese Tiere teilen sich einen gemeinsamen Vorfahren mit den Arthropoden wie Insekten oder Spinnentieren.

Die meisten leben in aquatischen Umgebungen, besiedeln aber alle Milieus, sogar städtische. Emmanuelle Delagoutte, Forscherin am CNRS, sammelt sie in Moosen und Flechten des Jardin des Plantes im Museum in Paris. Tardigraden benötigen einen Wasserfilm, um aktiv zu bleiben, sich von Mikroalgen wie Chlorella zu ernähren, zu wachsen, sich zu bewegen und sich fortzupflanzen. Sie reproduzieren sich sexuell oder asexuell durch Parthenogenese, das heißt aus einer unbefruchteten Eizelle, oder Hermaphroditismus, wenn ein Individuum sowohl männliche als auch weibliche Gameten besitzt und sich selbst befruchtet. Nach dem Schlüpfen aus dem Ei dauert das aktive Leben eines Tardigraden 3 bis 30 Monate. Insgesamt wurden 1265 Arten beschrieben, darunter zwei fossile.

Tardigraden sind bekannt für ihre Widerstandsfähigkeit gegen Bedingungen, die weder auf der Erde noch auf dem Mond existieren. Sie können ihren Stoffwechsel stilllegen, insbesondere indem sie bis zu 95 % ihres Körperwassers verlieren. Einige Arten synthetisieren einen Zucker, das Trehalose, der als Frostschutzmittel dient, andere Proteine, von denen man annimmt, dass sie die Zellbestandteile in einem amorphen "glasartigen" Netzwerk einbinden und so jeder Zelle Widerstand und Schutz bieten.

Die Dehydratation verformt den Körper, dessen Größe sich halbieren kann. Die Beine verschwinden, nur die Klauen sind noch sichtbar. Dieser Zustand, genannt Kryptobiose, hält an, bis die Bedingungen wieder günstig werden.

Je nach Art benötigen die Individuen jedoch mehr oder weniger Zeit, um sich zu dehydrieren, und nicht alle Exemplare derselben Art können zum aktiven Leben zurückkehren.

Dehydrierte Erwachsene überleben einige Minuten bei Temperaturen von -272 °C oder 150 °C, und auf lange Sicht hohe Dosen von Gammastrahlen von 1.000 oder 4.400 Gray (Gy) je nach Art. Zum Vergleich, eine Dosis von 10 Gy ist für einen Menschen tödlich, und 40 bis 50.000 Gy sterilisieren jegliches Material. Unabhängig von der Dosis tötet Bestrahlung jedoch die Eier. Außerdem ist der durch die Kryptobiose gewährte Schutz nicht immer eindeutig, wie bei der Art Milnesium tardigradum, wo die Bestrahlung seltsamerweise sowohl aktive als auch dehydrierte Tiere auf die gleiche Weise beeinflusst.

Zurück zum Mond

Was ist mit den Tardigraden nach dem Absturz passiert? Sind einige von ihnen noch lebensfähig, begraben unter dem Regolith, dem Mondstaub, dessen Tiefe von einigen Metern bis zu mehreren Dutzend Metern variiert?

Zuerst müssen sie den Einschlag überlebt haben. Labortests haben gezeigt, dass gefrorene Exemplare der Art Hypsibius dujardini nach einem Stoß von 2600 km/h im Vakuum auf Sand intakt waren, aber über 3000 km/h hinaus verstümmelt wurden.

Dann müssen sie das Fehlen von Wasser überstehen und Temperaturen von -170 bis -190 °C während der Mondnacht und 100 bis 120 °C während des Mondtages aushalten. Ein Mondtag oder eine Mondnacht dauert fast 15 Erdtage. Selbst die Sonde war nicht dafür ausgelegt, solchen Amplituden zu widerstehen und sollte nach nur wenigen Erdtagen jegliche Aktivität einstellen.

Schließlich ist die Mondoberfläche nicht gegen Sonnenpartikel und kosmische Strahlen, insbesondere Gammastrahlen, geschützt. Aber hier könnten die Tardigraden widerstandsfähig sein. Tatsächlich haben Robert Wimmer-Schweingruber, Professor an der Universität Kiel in Deutschland, und sein Team gezeigt, dass die Dosen von Gammastrahlen, die auf der Mondoberfläche auftreffen, dauerhaft, aber gering sind im Vergleich zu den zuvor genannten Dosen. Seiner Meinung nach würden 10 Jahre Exposition gegenüber Gammastrahlen einer Gesamtdosis von etwa 1 Gy entsprechen.

Wie dem auch sei, ohne Wasser, Sauerstoff oder Mikroalgen können sich Tardigraden nie reaktivieren. Daher ist eine Kolonisierung des Mondes durch diese Tiere unmöglich. Aber es gibt Exemplare auf dem Mondboden, und ihre Anwesenheit wirft ethische Fragen auf, wie Matthew Silk, Ökologe an der Universität von Edinburgh, betont. Unter diesen Fragen ist eine aus wissenschaftlicher Sicht. In einer Zeit, in der die Weltraumexploration in alle Richtungen neu startet, wird uns das Kontaminieren anderer Planeten die Möglichkeit nehmen, außerirdisches Leben zu suchen?

Der Autor bedankt sich herzlich bei Emmanuelle Delagoutte und Cédric Hubas vom Museum in Paris sowie Robert Wimmer-Schweingruber von der Universität Kiel für ihre kritische Durchsicht des Textes und ihre Ratschläge.