Die Ausbreitung des Lebens im Weltraum

Britische Forscher haben theoretisch denkbare Möglichkeiten vorgeschlagen, wie sich Leben interstellar ausbreiten und nach der Panspermia-Theorie andere Sonnensysteme infizieren könnte

Dass es Leben nicht alleine auf der Erde gibt, ist die Überzeugung der Anhänger der Panspermia-Theorie, Ende des 19. Jahrhunderts vom Chemie-Nobelpreisträger Svante Arrhenius aufgestellt. Sie gehen davon aus, dass Leben etwa in Form von Bakteriensporen auch durch das Weltall reisen und so andere Planeten nicht nur "infizieren" kann, sondern dies auch längst getan hat - und dass dieser Verteilungsprozess noch immer stattfindet. Auch auf die Erde sollen noch immer Bakterien oder Viren prasseln und mitunter zu Epidemien wie bei der Grippe führen. Nachweisen ließen sich diese interplanetaren Reisen noch nicht, auch ob sie, geschweige denn interstellare Reisen, überhaupt möglich sind. Ist umstritten. Nun haben Max K. Wallis und Professor Chandra Wickramasinghe vom Astrobiologischen Institut der University of Cardiff, der zusammen mit dem mittlerweile verstorbenen Astrophysiker Fred Hoyle die moderne Panspermia-Theorie maßgeblich geprägt hat, sowie der Astronom Bill Napier in einem gesonderten Aufsatz zumindest neue Überlegungen zur prinzipiellen Möglichkeit einer solchen Verbreitung vorgestellt.

Wickramasinghe ist der Überzeugung, dass alles Leben im Weltall verwandt sein könnte. Die Aliens wären dann also nicht wirklich Fremde. Irgendwo ist Leben entstanden und hat sich im Laufe von Milliarden von Jahren wahrscheinlich überall verbreitet, wo die Bedingungen günstig waren. So könnten in den interstellaren Staubwolken, in denen nachgewiesenermaßen organische Moleküle wie Aminosäuren zu finden sind, auch Bakteriensporen oder Viren mitreisen (Leben aus dem Weltall).

Dass auch noch heute Leben in Form von Mikroorganismen auf die Erde niederprasselt, wollten die Cardiff-Wissenschaftler nicht nur durch spekulative Theorien etwa über die Möglichkeit plausibel machen, dass Grippeviren extraterrestrischen Ursprungs sind (Grippeviren aus dem Weltall?) oder auch Sars von draußen kommt (SARS-Virus eine außerirdische Lebensform?), sondern auch durch empirische Nachweise. Bakterien sollen nicht nur hoch am Himmel über Wolken um die Erde reisen (Die Wolke lebt), sondern noch viel höher gefunden werden können. Oberhalb der Troposphäre gebe es keine irdischen Bakterien. Um den Nachweis zu führen, wurden mit Troposhärenballons 40 Kilometer über der Erde Proben genommen. Über deren Analyse ließen sich angeblich, will man Wickramasinghe glauben, lebendige Zellen nachweisen (Lebendige Bakterien im Weltall).

Auf die Erde sei Leben allerdings eher durch Kometen, Asteroiden oder Meteoriten gekommen. Aber durch einen Einschlag von diesen auf der bereits belebten Erde könnten nicht nur Katastrophen verursacht, sondern auch andere Planeten befruchtet worden sein, wenn Mikroorganismen - die wie Deinococcus radiodurans schier unterstörbar sind - im Schutz der durch die Wucht der einschlagenden Himmelskörper davonfliegenden irdischen Materieballen mitreisen und so auch über das Sonnensystem hinausgelangen. Zusammen mit Max K. Wallis hat nun Wickramasinghe in dem Artikel "Interstellar Transfer of Planetary Microbiota"1 noch einmal versucht, der Panspermia-Theorie Plausibilität zu verleihen.

Schon ein paar Kilogramm mit Leben infizierter Materie würden reichen, das Planetensystem zu befruchten, wenn der Einschlag stark genug war, sie aus der irdischen Atmosphäre hinaus zu schleudern, selbst wenn der Großteil durch die Hitze und Strahlung sterilisiert wurde. Ebenso wie Meteoriten vom Mars zur Erde gelangen konnten (Lebten auf dem Mars Myriaden von Mikroben?), kann dies auch andersherum sein. Möglicherweise gelangten die irdischen Brocken Kometen dann in den Kuiper-Gürtel und reisten von dort aus weiter. Und da das Sonnensystem alle 240 Millionen Jahre einmal um das Zentrum der Milchstraße kreist, könnten bereits ungezählte Planeten infiziert worden sein.

Das Leben könnte auf Staubpartikeln aus dem Sonnensystem gereist sein

Auch Bill Napier, der Astronom am Armagh Observatory ist und an der Cardiff University lehrt, demonstriert in seinem Artikel: "A mechanism for interstellar panspermia"2 die Möglichkeit der interstellaren Verbreitung von Leben, ausgehend von Einschlägen auf Planeten mit Leben, die Meteoriten in den Weltraum schleudern. Steinbrocken ab 20 Zentimeter Durchmesser würden, so Napier, auf dem Weg bis aus der Erdatmosphäre in den Weltraum in ihrem Inneren nicht über 100 Grad Celsius erhitzt werden. Bakterien, die sich hier befinden, könnten die Hitze und die Beschleunigung überleben. Da allein jetzt noch etwa 15 Meteoriten vom Mars jährlich auf der Erde landen, sei ein interplanetarer Austausch möglich.

Nach neueren Untersuchungen würden jährlich aber auch 15 Steinbrocken in der Größe von einem Meter, die von den Planeten stammen, aus unserem Sonnensystem austreten. Die mittlere Aufenthaltsdauer im Sonnensystem betrage nach diesen Berechnungen 50 Millionen Jahre. Letztlich werde nur ein Meteorit in einer Milliarde Jahren von einem anderen Sonnensystem eingefangen, und die Wahrscheinlichkeit, dass einer auf einem erdähnlichen Planeten landet, betrage gerade einmal 10^-4 in 4,5 Milliarden Jahren. Aber schon bevor die Meteoriten aus unserem Sonnensystem austreten, würden sie aufgrund der Strahlung und der langen Aufenthaltsdauer steril sein.

Napier schlägt allerdings einen anderen Weg vor, auf dem Leben aus dem Sonnensystem zu anderen Sonnensystemen gelangen könnte. Die irdischen Steinbrocken können innerhalb von Tausenden von Jahren oder auch, je nach Dichte und Aufprallgeschwindigkeit, schneller erodieren und zerfallen, wenn sie in eine Staubwolke geraten, d.h. vor allem in den Schweif eines aktiven Kometen. Wenn die Bruchstücke sehr klein und damit zu Staub werden (Durchmesser 0,1 mm) , dann würde schon die Sonneneinstrahlung ausreichen, sie aus dem Sonnensystem zu treiben. Wenn Anhäufungen von Mikroorganismen in kleinsten Steinporen sich befinden, könnten sie die Strahlung überleben. Nach Versuchen bildet die äußerste Schicht von Bakterien unter ultraviolettem Licht eine schützende Hülle.

Um die Erde könnte sich eine mehrere Lichtjahre große "Biohülle" angelagert haben, in der sich Sporen von Bakterien befinden und über die eine interstellare Panspermia möglich würde. Sofern alles schnell genug ginge, könnten Bakterien auf diesen winzigen Partikeln die Strahlung überleben und beispielsweise dann, wenn das Sonnensystem interstellare Molekülwolken durchquert, aus denen neue Sterne und Planeten entstehen können, die Planeten direkt oder indirekt mit Leben infizieren. In den letzten vier Milliarden Jahren soll die Sonne durch mindestens 5 gigantische Molekülwolken (GMCs) gereist sein. Bei der Durchquerung von Molekülwolken könnte auch die Oortsche Wolke angeregt werden, so dass mehr Kometen mit hoher Geschwindigkeit auf der Erde einschlagen und Steinbrocken ins Weltall schleudern. Ein Gramm Erde enthält etwa 10⁹ Mikroorganismen, ein Gramm Stein einiges weniger, vielleicht 10⁷. Die Halbwertszeit für Populationen schätzt Napier auf 50.000-100.000 Jahre. Napier geht insgesamt von der Wahrscheinlichkeit aus, dass unsere Galaxie vermutlich bereits überall dort mit Leben "infiziert" wurde, wo es sich ansiedeln kann, und unabhängig davon, woher das Leben ursprünglich stammte.

Nach dieser Hypothese ist die Erde Teil einer Kettenreaktion, durch die sich das Leben auf der ganzen Galaxie verbreitet und sich überall angesiedelt und sich repliziert hat, wo es angemessene Umweltbedingungen gab: Wenn die Galaxie anfänglich steril war, könnte sich durch eine Übertragung von der Erde befruchtet worden sein. Der Umstand jedoch, dass das irdische Leben Teil der Kettenreaktion ist, bedeutet nicht, dass es die Reaktion ausgelöst hat. Dagegen spricht auch die Wahrscheinlichkeit. Auf der Grundlage der jetzigen Hypothese sollte man also den Ursprung des Lebens anderswo in der Galaxie oder darüber hinaus suchen.

Doch Panspermia ist und bleibt bis auf weiteres noch eine Hypothese. Sie könnte jeder Zeit bestätigt werden, ihre Falsifikation ist schon viel schwerer, weswegen sie trotz aller Wahrscheinlichkeitsberechnungen vorerst noch eine Glaubenssache bleiben wird..