Adam Hadhazy, Autor und Herausgeber der Kavli Foundation, hat diesen Artikel zu den Expertenstimmen von Space.com beigetragen: Op-Ed & Einblicke.

Wenn Sie auf Beweise für das Leben auf fremden Planeten hoffen, war dies ein sehr gutes Jahr – und Sie mussten nicht einmal über unser Sonnensystem hinausblicken.

Im Jahr 2018 fanden Forscher organisches Material auf dem Mars und deuteten darauf hin, dass die Bausteine für das Leben zumindest teilweise im Roten Planeten montiert wurden. Macht auch Schlagzeilen: Ein wiederkehrendes Muster in der Marsatmosphäre, das darauf hindeutet, dass methanatmende Mikroben mit den Jahreszeiten des Mars wachsen und schwinden könnten. Danach kam die Nachricht vom ersten großen flüssigen Wasser, das jemals auf dem Mars identifiziert wurde, und schwappte in einem riesigen See unter der südlichen Polarkappe. Weiter entfernt denken Forscher, dass sie Jupiters Eismond Europa entdeckt haben, der Material aus einem riesigen, unterirdischen Ozean spuckt, der Leben beherbergen könnte. Im Juni gaben die Forscher auch den ersten Nachweis von komplexem organischem Material in den Federn eines anderen Mondes, Saturns Enceladus, bekannt und wiesen erneut auf die Möglichkeiten des außerirdischen Lebens in unmittelbarer Nähe zur Erde hin. [6 höchstwahrscheinliche Orte für außerirdisches Leben im Sonnensystem].

Im Laufe des nächsten Jahrzehnts werden die Forscher wichtige neue Hinweise sammeln, wenn eine weitere Runde von Robotermissionen den Mars erkundet und ein Raumschiff durch Europa fliegt, um seine Fahne auf Anzeichen von Biologie zu untersuchen.

Stehen wir kurz davor zu beweisen, dass das Leben anderswo existiert? Die Kavli-Stiftung hat einen Roundtable mit Experten auf dem Gebiet der Astrobiologie zusammengestellt, der sich mit den Ursprüngen des Lebens beschäftigt. Sie hatten eine breit angelegte Diskussion über Mars, Eismonde und wie diese großen Entdeckungen die Suche nach Biologie jenseits der Erde verändern.

Die Teilnehmer waren:

Nachfolgend finden Sie eine bearbeitete Abschrift ihrer Diskussion am Runden Tisch. Den Teilnehmern wurde die Möglichkeit gegeben, ihre Bemerkungen zu ändern oder zu bearbeiten.

DIE KAVLI-STIFTUNG: In diesem Jahr gab es unglaubliche Nachrichten über die Aussicht auf Leben in unserem Sonnensystem. Kommen wir zur Sache: Jenseits der Erde, welcher Planet oder Mond glaubt jeder von euch, hat die beste Möglichkeit, Leben zu beherbergen?

SUKRIT RANJAN: Meine Antwort hat sich kürzlich auf den Mars geändert. Die Oberfläche des Mars ist wirklich feindlich. Aber es gibt Hinweise auf flüssiges Wasser, das Leben im tiefen Untergrund beherbergen könnte, wie in dem kürzlich entdeckten unterirdischen See. In Verbindung mit Beweisen dafür, dass der frühe Mars der frühen Erde sehr ähnlich zu sein scheint. Wenn das Leben hier geschah, warum hätte es dann nicht vernünftigerweise auf dem Mars geschehen können?

Wir haben auch den jüngsten Nachweis von saisonalem Methan, von dem ich weiß, dass wir ihn weiter diskutieren werden. Es ist kein Slam Dunk, dass dieses Methan ein Zeichen des Lebens ist, aber es hat mich dazu gebracht, mehr und mehr über das Leben als mögliche Erklärung nachzudenken. [Die Suche nach Leben auf dem Mars (Eine Foto-Timeline)]

MARGANES KABEL: Von der niedrigsten zur höchsten Quote, meine drei Entscheidungen sind Saturnmond Titan, dann Jupitermond Europa, dann zurück zum Saturn und seinem Mond Enceladus.

Titan hat einen inneren Flüssigwasser-Ozean und all diese faszinierende Chemie mit komplexen organischen Molekülen, die auf seine Oberfläche niederregnen. Wenn es auf Titan Plattentektonik gibt, wie wir sie auf der Erde haben, könnten sie einen Weg für organische Moleküle an der Oberfläche bieten, um in diesen Ozean des flüssigen Wassers zu gelangen. Dort hätten die Organismen alles, was sie zum Überleben brauchen. Das Problem ist, dass Titan eine ziemlich dicke Kruste aus Wassereis hat, so dass nicht klar ist, wie diese Moleküle darunter kommen würden.

Nummer zwei auf meiner Liste ist Europa. Es hat auch einen inneren Ozean. Wir denken jetzt, dass es Federn hat, durch die wir einen Austausch von Molekülen zwischen Oberfläche und Innenraum haben können, ähnlich dem, was ich gerade auf Titan erwähnt habe. Wo Europas Ozean auf seine Schale aus Wassereis trifft, könnte man eine lebenserhaltende Chemie haben.

Aber meine Nummer eins ist Enceladus. Das ist der einzige Ort im Sonnensystem, an dem wir bestätigt haben, dass es aktive Federn gibt – Geysire, die Wasser in den Weltraum schießen, die nicht nur Wasser, Methan und Wasserstoff, sondern auch komplexe organische Moleküle enthalten. Enceladus hat wahrscheinlich alle Zutaten für das Leben. Außerdem ist es einer der wenigen Orte, an dem wir vielleicht gehen und direkt auf eine Fahne zugreifen können. Auf diese Weise können wir vielleicht die Frage nach der Existenz von Leben an anderer Stelle im Universum ein für allemal beantworten.

ANDREW STEELE: Für mich sind die wahrscheinlichsten Orte des Lebens auch die Eismonde von Jupiter und Saturn. Sie sind sehr aktiv und dynamisch, was man tun müsste, um von der nicht lebenden zur lebenden Chemie zu gelangen. Ich glaube nicht, dass der Mars so aktiv war. Aber der Mars ist großartig, um diese Theorien auf einem Planeten zu testen, von dem wir glauben, dass er einen Teil des Lebens erschüttert hat.

TKF: Lassen Sie uns noch ein wenig über den Mars sprechen. Es hat wirklich seinen Moment. Andrew, du bist Teil eines Teams, das über die saisonalen Schwankungen des Methans in der Marsatmosphäre berichtet hat, auf die Sukrit vorhin Bezug genommen hat. Warum ist diese Saisonalität wichtig?

STAHL: Diese Beobachtungen zeigen, dass der Mars “atmet”. Es gibt einen Zyklus. Die Frage ist, warum? Ist der Mars tot, in diesem Fall atmet er nur geochemisch, oder atmet er, weil es Leben gibt? Man kann nicht zu dem Schluss kommen, dass es ein Zeichen des Lebens ist, bis man alle anderen Möglichkeiten gestrichen hat.

RANJAN: Normalerweise sollte Methan nach ein paar hundert Jahren chemisch abgebaut werden, so dass man nicht erwarten würde, dass es in die Atmosphäre zurückkehrt, wenn die Jahreszeiten wechseln. Die Tatsache, dass Methan auf Zeitskalen von mehreren Monaten zurückkehrt, impliziert, dass etwas wirklich Seltsames mit der Atmosphäre geschieht, oder dass das Leben eine Rolle spielt. Diese Entdeckung hat viele wichtige Fragen aufgeworfen.

TKF: Andrew, du hast auch an einer anderen Studie gearbeitet, in der berichtet wurde, dass der Curiosity Rover komplexe organische Moleküle entdeckt hat, die in 3 Milliarden Jahre alten Sedimenten auf dem Mars konserviert wurden. Zwei Fragen an jeden von euch: Warum sind diese Art von Molekülen so faszinierend, und was sagt uns das über den Mars, was wir vorher nicht wussten?

STAHL: Die Ergebnisse zeigen uns, dass es einen aktiven Prozess gibt, bei dem Kohlenstoff aus der Umwelt auf dem Mars entfernt und in komplexe Moleküle eingebracht wird, und das ist ein Fortschritt für die Möglichkeit des Lebens, den wir vorher nicht hatten. [Fotos: Der alte Marssee hätte das Leben unterstützen können]

RANJAN: Nur ein Vorbehalt hier. Wir müssen vorsichtig sein, was wir meinen, wenn wir von komplexen organischen Stoffen sprechen, denn wenn man eine Energiequelle mit den Elementen Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und dergleichen hat, erwartet man, dass etwas Organische Chemie passiert. Was wirklich interessant ist, ist die Art der organischen Moleküle, die man bekommt. Es gibt bestimmte Arten, bei denen nicht lebende Quellen wirklich gut darin sind, sie herzustellen, und man bekommt sie die ganze Zeit. Es gibt andere, die nicht lebende Quellen sind wirklich schlecht in der Herstellung, Dinge wie Nukleotide, die die Bausteine für RNA und DNA sind. Wenn Sie Nukleotide finden, dann klingt das schon viel ansprechender.

STAHL: Sukrits Recht – die Bildung komplexer organischer Verbindungen ist nicht so überraschend, und wir sehen nichts so Komplexes wie Nukleotide auf dem Mars. Aber wo wir an Boden gewinnen, ist, dass komplexe organische Stoffe auch eine Energiequelle sind. Meine bisherige Forschung zeigt, dass Marsgesteine wirklich sehr bewohnbar sind. Es ist ein Basalt, ähnlich wie der Felsen, den wir von den Vulkanen auf Hawaii oder dem Ätna in Italien haben. Kreaturen lieben Basalte, weil sie viele Nährstoffe enthalten.

Auf dem Mars beginnen wir damit, eine Basislinie für die nicht lebende Chemie zu setzen. Infolgedessen können wir nach Abweichungen von dieser Basislinie nach Hinweisen auf die Anwesenheit von Leben suchen, ohne Annahmen treffen zu müssen, dass das Leben genau so funktionieren würde, wie es auf der Erde funktioniert. Wir müssen die Chemie des Mars so verstehen, wie er ist, nicht nur, wie wir sie normalerweise auf der Erde sehen.

KABEL: Andrew, denkst du, dass diese Art von Untersuchung auch angewendet werden könnte, wenn wir anfangen, Orte wie Europa und Enceladus zu untersuchen?

STAHL: Ja, absolut. Ich denke, wir sollten versuchen, diese Basiswerte für unsere weitere Erforschung von Eismonden festzulegen.

TKF: Springen wir weiter hinaus in unser Sonnensystem zu diesen Monden. Morgan – Sie haben an der Cassini-Mission gearbeitet, die ihre 13-jährige Erforschung des Saturns und seiner Monde im vergangenen Jahr abgeschlossen hat. Cassini entdeckte berühmterweise die Materialfahnen, die vom Eismond Enceladus des Saturns strömten, wobei erst in diesem Sommer ein Ausrufezeichen kam, als die Fahnen angekündigt wurden, komplexes organisches Material zu halten. Warum sind diese Erkenntnisse so wichtig?

KABEL: Diese Studie analysierte Eiskörner, die aus der Enceladus-Fahne kommen. Die meisten Körner sind reines Wassereis, und einige sind sehr salzreich. Aber eine Teilmenge, etwa 3 Prozent von ihnen, ist sehr reich an organischen Stoffen.

Leider ist es schwierig, endgültige Schlussfolgerungen über sie zu ziehen, denn das Instrument, mit dem die Körner gemessen wurden, ist veraltet – denken Sie daran, Cassini startete 1997. Obwohl wir nicht sagen können, dass eines der Cassini-Instrumente vollkommene Biomoleküle bestätigte, zeigten sie doch eine Menge reichhaltige Chemie. Das deutet auf Dinge hin, die das Leben nutzen könnte, wie chemische Bausteine und Lebensmittel.

Diese Ergebnisse zeigen uns, dass Enceladus ein Ort ist, an den wir mit moderneren und anspruchsvolleren Instrumenten zurückkehren müssen. [Fotos von Saturns eisigem Mond Enceladus]

TKF: Morgan, du arbeitest auch an der nächsten Mission der NASA nach Europa, der Europa Clipper. Erst im vergangenen Frühjahr deuteten neue Daten darauf hin, dass Jupitermond Europa auch Materialfahnen in den Raum vertreibt, obwohl es einige Zweifel an den Ergebnissen gibt. Angenommen, die Entdeckung hält stand, wie beeinflussen diese Federn die Clipper-Mission und ihre Ziele?

KABEL: Die Beurteilung der Bewohnbarkeit Europas ist eines der wichtigsten wissenschaftlichen Ziele der Clipper-Mission. In dem gleichen Ansatz, den wir mit Cassini verfolgt haben, wird der Europa Clipper über Instrumente namens Massenspektrometer verfügen. Man kann sich Massenspektrometer wie Zungen vorstellen, die herausstehen und das Zeug schmecken, das sich im Raum befindet. Wenn es eine Feder gibt, die Material in den Weltraum bringt, dann haben wir vielleicht einen Mechanismus der “Verkostung” und des Studiums dessen, was sich in Europa befindet. Nun ist die europäische Eisschale viel dicker als die Schale auf Enceladus, so dass nicht klar ist, ob die europäischen Federn tatsächlich aus dem inneren Ozean des Mondes oder aus einem anderen Flüssigkeitsbehälter näher an der Oberfläche kommen. Beides ist eine wirklich faszinierende Aussicht!

RANJAN: Ich bin wirklich begeistert, dass diese Arbeit erledigt wird. Je mehr wir über diese Planeten und Monde wissen, desto besser können wir verstehen, wie das Leben auf der Erde begann, und ob es ein selteneres Phänomen sein könnte, als wir hoffen.

STAHL: Ich bin auch wirklich begeistert von der Reise. Wir können nicht vorhersagen, wie lange es dauern wird oder was es uns letztendlich bringen wird, aber es ist wichtig, diese Daten auf so viele Arten wie möglich zu verarbeiten und daraus zu lernen. [7 Theorien über den Ursprung des Lebens]

TKF: Du erwähnst ein besseres Verständnis der Entstehung des Lebens auf der Erde. Sind wir überhaupt kurz davor, die Frage zu beantworten, wie das Leben hier gelaufen ist? Sukrit, deine Forschung konzentriert sich auf die Ursprünge des Lebens.

RANJAN: Das ist eine wirklich gute Frage. Es ist schwer zu sagen, wie weit wir auf die Antwort gekommen sind, weil wir keine anderen Beispiele des Lebens haben. Es ist, als ob wir eine Straße entlang gehen, und wir sind uns nicht sicher, wann diese Straße enden wird. Aber wir wissen, wo wir enden wollen. Wir wollen zu einer Art selbstreplizierendem chemischen System gelangen, das zur darwinistischen Evolution fähig ist.

Wissenschaftler erkunden eine Reihe von verschiedenen Wegen, um zu diesem Ziel zu gelangen, auch wenn noch keine vollständig erfolgreich war. Zum Beispiel interessiere ich mich wirklich für die “RNA-Welthypothese” – die Idee, dass die DNA und die lebenswichtigen Proteine mit einem anderen komplexen Molekül, der RNA, begannen, das chemisch leichter zu erreichen ist. Bisher konnten wir im Labor noch nicht einmal etwas so Einfaches wie RNA bauen. Es gibt noch viel Arbeit, die noch zu erledigen ist.

STAHL: Man kann sich diesen Lebenstrieb vorstellen, indem man einfach 100.000 Reagenzgläser auf einen Labortisch legt. Im ersten Reagenzglas beginnen Sie mit einer einfachen Kohlenstoff- und Sauerstoffverbindung. In den anderen Reagenzgläsern fügt man ein Leben lang mehr Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff und andere Inhaltsstoffe hinzu. Beim letzten Schlauch schwimmt eine Mikrobe herum. Die chemischen Reaktionen, die dazwischen stattfinden müssen, um diese Moleküle miteinander zu verbinden, um schließlich Zucker, DNA und so weiter herzustellen, erfordern ständige Bewegung, konstante Energie, ständiges Recycling von Reaktanden und Produkten sowie andere Bedingungen.

KABEL: Je mehr Daten wir auf das Problem werfen müssen, desto besser werden unsere Schlussfolgerungen sein. In diesem Zusammenhang kann der Zugang zu Datensätzen vom Mars und diesen Eismonden, ob sie nun Leben haben oder nicht, Ideen darüber liefern, welche chemischen Wege letztendlich zu Leben führen könnten.

TKF: Außerhalb des Sonnensystems haben Astronomen bereits Tausende von Exoplaneten entdeckt, von denen einige nah genug sind, dass wir sie auf Lebenszeichen untersuchen können. Wie wichtig ist es, unser eigenes Sonnensystem in den Griff zu bekommen, um die Planeten und Monde anderer Sonnensysteme lebenslang zu bewerten?

STAHL: Das Verständnis unseres eigenen Sonnensystems ist so etwas wie ein Rosetta-Stein, mit dem wir verstehen können, was wir anderswo sehen. Wenn wir Exoplaneten betrachten, suchen wir nach Lichtsignaturen in ihren Atmosphären, die auf das Vorhandensein von Gasen hinweisen, die nur vom Leben erzeugt werden können. Da wir Exoplaneten aus der Ferne betrachten, haben wir nur begrenzte Daten, um diese Art von Schlussfolgerungen zu ziehen. Ähnlich verhält es sich, wenn Außerirdische auf einem Exoplaneten unser Sonnensystem betrachten würden, wären sie wahrscheinlich schwer unter Druck, Leben auf der Erde zu finden. Deshalb ist es wichtig, dass wir Fortschritte machen, um zu lernen, wie Lebenszeichen aussehen können.

RANJAN: Das stimmt. Wir bekommen so wenig Signale von Exoplaneten, dass es schwierig sein wird zu interpretieren, ob sie das Leben beherbergen oder nicht. Deshalb stimme ich zu, dass wir unser Sonnensystem wirklich kennen müssen.

Auf der anderen Seite denke ich auch, dass es eine Möglichkeit für Exoplaneten gibt, uns zu helfen, die Welten unseres Sonnensystems zu interpretieren. Es gibt natürlich so viel mehr Exoplaneten als wir hier haben, und sie sind auch so vielfältig. [10 Exoplaneten, die außerirdisches Leben unterstützen könnten]

KABEL: Das Leben sollte die Hypothese des letzten Auswegs sein. Sie hätten alle anderen möglichen Erklärungen für die Daten, die Sie sehen, um zum Leben zu gelangen, als einzige Antwort eliminieren sollen, und das ist schwer zu tun, indem Sie durch Teleskope auf die Lichtsignaturen von Exoplaneten schauen. Es wäre viel besser, Raumschiffe zu schicken und Daten direkt von der Oberfläche des Planeten zu sammeln, aber selbst das bereitet Probleme. In den späten 1970er Jahren landeten wir die Wikingersonden auf dem Mars. Ein Lebenserkennungsexperiment, das mit Viking lief, gab eine höchst zweideutige Antwort. Die Ergebnisse werden heute noch diskutiert, wobei einige Wissenschaftler argumentieren, dass wir bereits Beweise für Leben auf dem Mars gefunden haben.

Die Lektion, die wir bei der Planung von Experimenten zur Suche nach Leben auf Enceladus, Europa, Titan oder anderswo ziehen, ist es also, sicherzustellen, dass wir diese Mehrdeutigkeit reduzieren. Wir wollen, dass unsere Tests uns eine endgültige Antwort geben. Doch je mehr wir seltsame Arten von Exoplaneten finden, und je mehr wir seltsame Chemie in unserem eigenen Sonnensystem finden, desto komplizierter wird die Durchführung dieser Experimente. Letztendlich können wir nicht erwarten, dass wir sofort einen Slam Dunk haben.

TKF: Eine letzte Frage: Gibt es guten Grund zu der Vermutung, dass das Leben nicht “so, wie wir es kennen”, ist, dass es in Formen kommt, die wir kaum erkennen würden? Morgan, Sie haben untersucht, ob exotisches Leben ein anderes Lösungsmittel als Wasser für seine Biochemie verwenden könnte.

KABEL: Je mehr Entdeckungen wir machen, desto mehr erkennen wir, dass alle Annahmen, die wir treffen, falsch sein könnten. Ich denke nicht, dass einer von uns die Möglichkeit ausschließen würde, dass eine andere Flüssigkeit, wie Ammoniak, Methan, Ethan oder sogar eine flüssige Form von Kohlendioxid, als potenzielles Lösungsmittel für das Leben dienen könnte. Aber diese Flüssigkeiten werden sich anders verhalten als Wasser. Infolgedessen müsste sich das Leben in diesen Flüssigkeiten grundlegend von dem Leben unterscheiden, das in flüssigem Wasser existieren könnte. Das bedeutet nicht, dass dieses außerirdische Leben nicht die gleichen, reichlich vorhandenen Grundbausteine aus Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff nutzen würde. Aber es kann sie auf verschiedene Weise zusammensetzen.

Während wir nach Leben in all diesen verschiedenen Umgebungen suchen, denke ich, dass das Beste, was wir tun können, ist zu versuchen, so agnostisch wie möglich zu sein. Was ich meine, ist, dass wir, anstatt nach einem bestimmten Molekül zu suchen, das mit dem Leben, wie wir es kennen, in der Chemie, die wir finden, nach Mustern suchen sollten, die ohne das Leben einfach nicht produziert werden könnten.

RANJAN: Unsere besten Chancen, Leben zu entdecken, wie wir es nicht kennen, liegen in unserem Sonnensystem. Denn wir sind begrenzt in dem, was wir über Exoplaneten und Exomoonen sagen könnten, ohne sie tatsächlich zu besuchen. Einen Lebensanspruch zu erheben, wäre allein schon außergewöhnlich, so dass ein Lebensanspruch, der ein anderes Lösungsmittel als Wasser verwendet, schwer zu beweisen wäre.

STAHL: Irgendwann muss man sich sowohl wissenschaftlich als auch philosophisch überlegen, was “Leben” überhaupt ist? Wir können nicht einmal entscheiden, ob Viren in die Definition passen. Die Grenze zwischen Leben und Nichtleben kann sehr, sehr verschwommen werden. Ich denke, man muss mit dem beginnen, was man als Leben kennt, und sicherstellen, dass man es nicht verpasst, sondern auch einen völlig offenen Geist hat.

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