Es ist eine der großen Fragen, die Astrobiologinnen und Planetenforscher seit Jahrzehnten umtreibt: Gibt oder gab es auf unserem Nachbarplaneten Mars Leben? Seit rund 50 Jahren wird systematisch danach gesucht, beginnend mit den Viking-Missionen in den 1970er-Jahren. Ein halbes Jahrhundert später haben selbst die neuesten, hochempfindlichen Instrumente der Nasa-Rover Curiosity und Perseverance nur geringe Mengen einfacher organischer Moleküle nachgewiesen – aber eben noch keine eindeutigen Biosignaturen.

Diese ernüchternden Ergebnisse lassen zwei Deutungen zu: Entweder hat es tatsächlich nie Leben auf dem Mars gegeben, oder unsere technischen Fähigkeiten reichen (noch) nicht aus, Beweise für Leben zu finden, das es vor Millionen von Jahren gegeben haben könnte.

Doch wie lässt sich klären, welche dieser beiden Alternativen richtig ist?

Mars-Analogon im Norden Chiles

Ein internationales Team um den chilenischen Molekular- und Astrobiologen Armando Azua-Bustos (Zentrum für Astrobiologie am spanischen CSIC) hat sich ein originelles Experiment ausgedacht, um diese Frage zu beantworten. Die Forschenden suchten nach einem möglichst authentischen Mars-Analogon auf der Erde und wurden in der Atacama-Wüste im Norden Chiles fündig. Konkret begaben sie sich zur Formation Piedra Roja (Roter Stein), die tatsächlich eine perfekte Kulisse für einen Mars-Film hergeben würde.

Bei der Formation, die sich vor 100 bis 160 Millionen Jahren gebildet hat, handelt es sich um Überreste eines alten Flussdeltas. Es besteht aus einer Vielzahl von Sandstein- und Tonsedimenten, die für ein Flussbett typisch sind. Zudem stellten sie fest, dass Hämatit, ein Eisenoxid, das dem Mars seine charakteristische rote Farbe verleiht, reichlich vorhanden ist. Damit sind diese Ablagerungen geologisch dem Jezero-Krater auf dem Mars ziemlich ähnlich, der derzeit von Perseverance untersucht wird.

Spärlichst vorhandene Biosignaturen

Im zweiten Schritt untersuchten die Fachleute die dort gewonnenen Gesteinsproben mithilfe hochempfindlicher Labortechniken. Dabei fanden sie eine Mischung aus Biosignaturen sowohl ausgestorbener als auch lebender Mikroorganismen. Die Kultivierung von Mikroorganismen und die Gensequenzierung zeigten, dass viele der gefundenen DNA-Sequenzen in erster Linie von einem nichtidentifizierbaren "dunklen Mikrobiom" stammten, wobei der größte Teil des genetischen Materials von bisher unbeschriebenen Mikroorganismen stammte.

Die Spuren ehemaligen Lebens in diesem Flussdelta waren aber extrem dünn gesät und lagen laut Ko-Autor Victor Parro bei 1 zu 1.000.000.000.000 – sprich: Auf eine Billion Teile mineralischen Materials kam ein Teil Biosignatur. Das wiederum lässt darauf schließen, dass ähnlich geringe Mengen an Biosignatur auch am Mars vorhanden sein dürften, wenn es dort vor Abermillionen von Jahren tatsächlich Leben gegeben haben sollte.

Im dritten Schritt versuchte Azua-Bustos mit seinem Team diesen erfolgreichen Nachweis von Leben in der Piedra Roja mit den auf dem Mars eingesetzten Testinstrumenten zu wiederholen. Doch es zeigte sich, dass diese kaum in der Lage waren, so spärlich gesäte molekulare Fossiliensignaturen zu erkennen, wie die Forschenden im Fachblatt "Nature Communications" berichten.

Untersuchungen in irdischen Labors

Was aber bedeutet das für die Suche nach Leben auf dem Mars? Diese Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig es sei, Proben vom Mars zur Erde zu bringen, betont Azua-Bustos. Denn nur so könnten die leistungsfähigsten Nachweistechniken genützt werden, die in den Labors verfügbar sind. Diese Schlussfolgerungen haben Nasa, die Europäische Weltraumorganisation Esa und andere Institutionen bereits quasi vorweggenommen: Sie arbeiten daran, die vom Perserverance-Rover gesammelten Proben vom Mars zur Erde zu bringen. (tasch, 21.2.2023)