Die Suche nach dem Alien-Leben sollte "dem Methan folgen", sagen Wissenschaftler

Auf der Suche nach Leben jenseits der Erde war das Mantra gewöhnlich "Folge dem Wasser". Aber jetzt sagen Wissenschaftler, dass es möglich ist, dass eine wasserlose Umwelt außerirdisches Leben hervorbringt.

In einer aktuellen Studie schlugen Forscher der Cornell University eine Formel für das Leben vor, die auf Saturns größtem Mond, Titan, gedeihen könnte. Bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt, einem Meer aus flüssigem Methan und einer giftigen Atmosphäre, in der es kein flüssiges Wasser gibt, scheint es unwahrscheinlich, dass Titan Leben hervorbringen könnte. Aber in solchen Umgebungen könnte es möglich sein, dass es ein auf Methan basierendes, sauerstofffreies außerirdisches Leben gibt, so die Forscher.

Auf Titan würden Temperaturen von minus 180 Grad Celsius Prozesse wie Stoffwechsel und Fortpflanzung erschweren. Aber die theoretisierte Zellmembran, in der sich die organische Substanz der Zelle befindet, besteht aus Stickstoff anstelle von Wasser und ermöglicht genau das. [5 kühne Ansprüche auf außerirdisches Leben]

Auf der Erde haben lebende Zellen eine starke, durchlässige Barriere auf Wasserbasis, die Lipid-Doppelschichtmembran genannt wird. Aber dieses Konzept funktioniert nur in Umgebungen mit flüssigem Wasser. Wenn Astronomen nach einem Leben außerhalb unseres Sonnensystems suchen, zoomen sie in kleine felsige Exoplaneten, die in der bewohnbaren Zone eines Sterns umkreisen - das Band, in dem flüssiges Wasser existieren kann. Aber außerhalb dieses Bereichs gibt es viele Exoplaneten (und sogar Monde des Sonnensystems), wo flüssiges Wasser nicht existieren kann.

Die Astronomen waren schon lange fasziniert von nichtwässrigem Leben und sogar von der Möglichkeit, dass Titan Methan-basiertes Leben beherbergen könnte. Anders als die Erde ist es der einzige Ort in unserem Sonnensystem mit flüssigen Meeren auf seiner Oberfläche. Es beherbergt auch einen mysteriösen Prozess, der Wasserstoff, Acetylen und Ethan verbraucht, sagten die Forscher. All diese Elemente fließen aus der Atmosphäre heraus, kommen aber nie ganz an die Oberfläche. Also, könnte das Leben sie verschlingen?

Um diese Möglichkeit zu untersuchen, arbeitete Jonathan Lunine, ein Astronom an der Cornell University, mit James Stevenson, einem Doktoranden, und seiner Beraterin Paulette Clancy zusammen, die beide an Cornells Chemical and Biomolecular Engineering Department arbeiten.

"Wir sind keine Biologen, und wir sind keine Astronomen - aber wir hatten die richtigen Werkzeuge", sagte Clancy in einer Erklärung. "Vielleicht hat es geholfen, weil wir keine Vorurteile darüber hatten, was in einer Membran sein sollte und was nicht sollte. Wir haben gerade mit den Verbindungen gearbeitet, von denen wir wussten, dass sie da waren, und haben gefragt: "Wenn das deine Palette ist, was kannst du daraus machen?"

Die Forscher waren in der Lage, eine Zelle zu modellieren, die den Stoffwechsel und die Fortpflanzung unterstützt, die aber aus Stickstoff-, Kohlenstoff- und Wasserstoff-basierten Molekülen aufgebaut ist - von denen alle bekannt sind, dass sie in den kalten Gewässern der Titan existieren. Wie eine Lipid-Doppelschicht-Membran hier auf der Erde ist es sowohl starr als auch flexibel und steuert den Transport von Materialien in und aus der Zelle.

Sie nannten ihre theoretisierte Zellmembran ein "Azotosom". (Azote ist Französisch für Stickstoff und Lipsome ist griechisch für "Lipidkörper", also "Azotosome" bedeutet "Stickstoffkörper.")

Bis jetzt haben die Forscher nur gezeigt, dass Azotosome basierend auf molekularen Simulationen existieren könnten.

"Unseres ist der erste konkrete Entwurf des Lebens, nicht wie wir es kennen", sagte Stevenson. Der nächste Schritt wird sein, im Labor zu demonstrieren, wie solche Membranen in einer Methanumgebung funktionieren. Auf lange Sicht könnten Wissenschaftler auch mögliche beobachtbare Indikatoren fremder Lebensformen modellieren.

Wenn auf Titan Leben existiert, würde es zeigen, dass Methan, zusätzlich zu Wasser, ein Indikator für das Leben sein könnte, und dass das Leben leichter den Kosmos bevölkern könnte.

Die Ergebnisse wurden am 27. Februar in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht.