Mikroben bauen auch im Weltraum Metalle ab


News Redaktion
Regional / 10.11.20 17:00

Mikroben können auch in der Schwerelosigkeit wirtschaftlich wichtige Elemente aus Gesteinen herauslösen, wie Forschende im Fachmagazin "Nature Communications" berichten.

Das Bakterium Sphingomonas desiccabilis löst Metalle auch bei Schwerelosigkeit aus Gesteinen, wie Experimente auf der Internationalen Raumstation ISS zeigten. (FOTO: Rosa Santomartino)
Das Bakterium Sphingomonas desiccabilis löst Metalle auch bei Schwerelosigkeit aus Gesteinen, wie Experimente auf der Internationalen Raumstation ISS zeigten. (FOTO: Rosa Santomartino)

Demnach verrichteten einige der untersuchten Bakterien ihre Arbeit auf der Internationalen Raumstation ISS genauso gut wie ihre Artgenossen auf der Erde.

Die Winzlinge nutzen metallische Verbindungen in Gesteinen als Nahrung. Übrig bleiben wässrige Lösungen, aus denen sich die Metalle anschliessend gewinnen lassen. Auf der Erde werden Bakterien bereits heute eingesetzt, um etwa Seltene Erden aus Gesteinen zu lösen. Aber funktioniert dieses Biomining genannte Verfahren auch im Weltall, wo die Schwerkraft viel niedriger ist und die Mikroben mit einer höheren Strahlendosis zu kämpfen haben?

Das untersuchte nun ein internationales Forschungsteam mit Beteiligung der Hochschule Luzern (HSLU) anhand von drei Bakterienarten an Bord der ISS. Die Forschenden bauten dazu im Auftrag der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) kleine Kartuschen, in denen sich ein Stückchen Basalt eines Meteoriten, Nährflüssigkeit sowie getrocknete Bakterien befanden. Im Fokus der Untersuchung standen die Bakterienarten namens Sphingomonas desiccabilis, Bacillus subtilis und Cupriavidus metallidurans.

Die Kartuschen flogen mit der Rakete SpX-18 zu den Astronauten auf die ISS. Anschliessend legten die Raumfahrer diese in einen Inkubator und simulierten drei Arten von Schwerkraft: Erdähnliche, marsähnliche und keine Schwerkraft. Gleichzeitig führten Wissenschaftler die Experimente auf der Erde durch.

Zuerst wollten wir herausfinden, ob sich die getrockneten Bakterien im Weltall überhaupt wieder aktivieren lassen und ob sie einen Biofilm auf der Oberfläche des Basalts bilden, erklärte die HSLU-Biologin Magdalena Herová gegenüber Keystone-SDA.

Resultat: Bereits nach kurzer Zeit trübte sich die Flüssigkeit in den Kartuschen, was auf ein Wachstum der Bakterien hindeutete. Ebenfalls bevölkerten die Mikroben die Basaltoberfläche. Dem Bakterium Sphingomonas desiccabilis gelang es anschliessend, unter allen drei Schwerkraftbedingungen verschiedene Seltene Erden aus dem Gestein herauszulösen. Besonders hoch war die Ausbeute bei den Elementen Cerium und Neodym. Die anderen Bakterienarten waren dazu nicht oder zumindest weniger gut in der Lage.

Die Experimente zeigen, dass sich bestimmte Bakterienarten aus biologischer Sicht für den Metallabbau im Weltraum eigenen würden, sagte Herová. Um dies einst etwa auf dem Mars oder Mond in die Tat umzusetzen, brauche es jedoch industrielle Entwicklungen für ausgeklügelte Bioreaktoren.

Voraussichtlich am 2. Dezember werden für ein Folgeprojekt wieder einige Kartuschen auf die ISS fliegen. Gemäss Herová soll wiederum das vielversprechende Sphingomonas desicabilis untersucht werden sowie eine neue Bakterienart namens Penicillium simplicissimum.

(sda)


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