Die Erforschung des Weltraums wirft nicht nur Fragen zu Planeten, Sternen und Galaxien auf, sondern bringt auch immer wieder neue Erkenntnisse über die mikroskopisch kleinen Lebensformen, die den Menschen auf seiner Reise begleiten. In jüngster Zeit haben Wissenschaftler eine bemerkenswerte Entdeckung an Bord der chinesischen Raumstation Tiangong gemacht: Eine bisher unbekannte Bakterienart namens Niallia tiangongensis, die unter den extremen Bedingungen des Weltraums überlebt hat. Dieses faszinierende Lebewesen wurde aus Proben gewonnen, die während der Shenzhou 15 Crew-Mission 2022-2023 an Bord gesammelt und nach der Rückkehr zur Erde analysiert wurden. Die Entdeckung hat weitreichende Bedeutung für die Forschung zu Mikroorganismen im All und die Herausforderungen, die mit bewohnten Raumfahrtmissionen verbunden sind. Die Identifizierung und Analyse eines neuen, raumfahrt-adaptierten Bakteriums bietet eine tiefere Einsicht in die Anpassungsfähigkeit des Lebens außerhalb der Erde und wirft zudem wichtige Fragen hinsichtlich Sicherheit, Gesundheit von Astronauten und interplanetarer Kontamination auf.
Raumstationen wie Tiangong und die Internationale Raumstation (ISS) sind seit langem Orte, an denen Wissenschaftler das mikrobiologische Umfeld sorgfältig überwachen. Mikroben sind überall dort vorhanden, wo Menschen leben und arbeiten, und das All bildet hier keine Ausnahme. Astronauten bringen unausweichlich eine Vielzahl von Mikroorganismen mit sich, die sich in der beengten Raumstation ansiedeln können. Das regelmäßige Sammeln von Proben hilft dabei, das Mikrobiom an Bord zu überwachen, um potenzielle Risiken für die Gesundheit der Crew zu minimieren und das Verständnis möglicher Mikroorganismen-Transformationen im Weltraum zu fördern. Während viele der Mikroben, die an Bord solcher Stationen gefunden werden, bereits auf der Erde bekannte Arten sind, handelt es sich bei Niallia tiangongensis um einen Neuzugang in der wissenschaftlichen Klassifikation.
Das Bakterium ist Gram-positiv, stäbchenförmig und zeigt Eigenschaften, die seine Anpassung an die harten Umweltbedingungen im All erklären könnten. Besonders bemerkenswert ist, dass es sporenbildend ist – ein Überlebensmechanismus, der es dem Bakterium ermöglicht, in eine Art Ruhezustand zu gehen, wenn Umgebungsbedingungen lebensfeindlich sind, um dann bei günstigeren Umständen wieder aktiv zu werden. Dieser Mechanismus hat vermutlich dazu beigetragen, dass N. tiangongensis die langen Monate im Weltraum unbeschadet überstand. Neben der Sporenbildung scheint das Bakterium auch über Strategien zur Bildung von Biofilmen sowie zu Reaktionen auf oxidativen Stress und zur Reparatur von Strahlenschäden zu verfügen.
Diese Fähigkeiten erhöhen die Überlebenschancen in einer Umgebung, die durch starke kosmische Strahlung und Sauerstoffmangel geprägt ist. Die Entdeckung an Bord der Tiangong Raumstation ist nicht einfach nur eine kuriose wissenschaftliche Nachricht, sondern hat gleich mehrere bedeutende Implikationen. Zum einen können mikrobiologische Veränderungen in der Raumfahrt direkte Auswirkungen auf die Gesundheit der Astronauten haben. Das Immunsystem wird im All häufig geschwächt, sodass sich potenziell pathogene Mikroorganismen ausbreiten und sogar resistent gegen Medikamente werden könnten. Die Erforschung neuartiger Bakterien hilft dabei, solche Risiken frühzeitig zu erkennen und geeignete Gegenmaßnahmen zu entwickeln.
Zum anderen stellt die Entdeckung Fragen zur Kontamination außerirdischer Umgebungen. Wenn Bakterien, die an Bord von Raumfahrzeugen existieren, unter den Bedingungen des Weltraums überleben können, steigt die Wahrscheinlichkeit, dass sie unbeabsichtigt auf andere Himmelskörper übertragen werden. Dieses sogenannte Vorwärtstransfer-Risiko ist in der Astrobiologie von großer Bedeutung und erfordert strenge Hygienemaßnahmen bei der Planung von Missionen zu Planeten oder Monden. Die Forschungsergebnisse wurden in einem Fachartikel im International Journal of Systematic and Evolutionary Biology veröffentlicht. Die wissenschaftliche Gemeinschaft verfolgt auch Entdeckungen anderer neuartiger Bakterien in Weltraumumgebungen aufmerksam.
So wurde beispielsweise auf der Internationalen Raumstation ein multiresistentes Bakterium namens Enterobacter bugandensis gefunden, das sich aktiv zu verändern begann und somit eine funktionell neue Variante entwickelte. Auch in den ultra-sterilen Reinräumen der NASA, die zur Verhinderung von Bakterientransport ins All dienen, wurden kürzlich 26 neue Bakterienarten identifiziert. Diese Befunde unterstreichen, wie dynamisch und komplex die mikrobielle Welt selbst unter kontrollierten Bedingungen ist. Die Entdeckung von Niallia tiangongensis regt neben den gesundheitlichen und sicherheitstechnischen Aspekten auch zu philosophischen Überlegungen an. Leben scheint seine Fähigkeit zur Anpassung und Resilienz auf bemerkenswerte Weise auszudehnen – selbst in einer Umgebung, die auf den ersten Blick als lebensfeindlich erscheint.
Dies bestätigt die Hypothesen der Panspermie und widerlegt mögliche Grenzen der Lebensfähigkeit. Für zukünftige Missionen, sei es längere Aufenthalte auf der Mondbasis oder bemannte Reisen zum Mars, ist das Wissen um die Anpassungsfähigkeit von Mikroorganismen essenziell. Es hilft nicht nur, die Gesundheit der Astronauten effektiv zu schützen, sondern auch wissenschaftliche Experimente zu planen, die sowohl das Risiko der Kontamination anderer Welten vermeiden als auch Rückschlüsse auf mögliche außerirdische Lebensformen zulassen. Die chinesische Raumstation Tiangong trägt damit zunehmend zur internationalen Zusammenarbeit und Wissensakkumulation bei. Während Tiangong eine wichtige Rolle in Chinas Raumfahrtsprogramm einnimmt, werden dort die gesammelten mikrobiologischen Erkenntnisse auch global genutzt.
Dies hilft, Standards und Protokolle für zukünftige Raumfahrtprobleme zu entwickeln. Die Bedeutung der Entdeckung eines neuen raumfahrt-adaptierten Bakteriums veranschaulicht, wie viel noch über das Zusammenspiel von Mikroorganismen und dem Weltraum erforscht werden muss. Anhand von weiteren Analysemethoden, zum Beispiel Genomsequenzierung und Experimente zur DNA-Reparaturfähigkeit, können Forscher ein klares Bild davon gewinnen, wie Mikropopulationen auf der Raumstation entstehen, mutieren oder sich stabilisieren. Im Kern führt diese Forschung zu einer Verbesserung der biologischen Kontrollmechanismen auf Raumstationen und bei zukünftigen Deep-Space-Missionen. Nicht nur für Wissenschaftler in der Mikrobiologie, sondern auch für Ingenieure, die Lebensräume und Schutzsysteme entwerfen, sind diese Erkenntnisse von Bedeutung.
