Curiosity Rover entdeckt neue DNA-Bausteine auf dem Mars

Curiosity Rover der NASA entdeckt sieben neue organische Moleküle auf dem Mars, darunter mögliche DNA-Vorläufer

Der Marsrover Curiosity der NASA hat eine bahnbrechende Entdeckung gemacht: In einer Probe uralten Tons auf dem Roten Planeten wurden sieben neue organische Moleküle nachgewiesen. Darunter befindet sich ein Stickstoffheterocyclus – ein Kohlenstoffring mit Stickstoff, der als möglicher Vorläufer der DNA gilt. Die Ergebnisse, die unter anderem von der Planetenwissenschaftlerin Inge Loes ten Kate von der Universität Utrecht vorgestellt wurden, liefern wichtige Puzzleteile für die Frage, ob es auf dem Mars jemals Leben gab. Die Entdeckung gelang mit dem Instrument Sample Analysis at Mars (SAM), einem Minilabor an Bord des Rovers, das seit der Landung von Curiosity im Gale-Krater im Jahr 2012 Marsboden und Gestein analysiert.

Was hat Curiosity entdeckt?

In einer Probe versteinerten Tons identifizierte das SAM-Instrument insgesamt 21 organische Moleküle, von denen sieben noch nie zuvor auf dem Mars beobachtet wurden. Einer der bedeutendsten Funde ist ein Stickstoffheterocyclus – ein Molekültyp, der das Rückgrat von Nukleotiden bildet, den Bausteinen von DNA und RNA. Diese Moleküle sind zwar kein direkter Beweis für Leben, stellen aber die chemischen Vorläufer dar, die für Leben, wie wir es kennen, notwendig sind.

Wie wurden die Moleküle nachgewiesen?

Curiositys SAM-Instrument arbeitet autonom auf der Marsoberfläche. Der Rover bohrt in ausgewählte Gesteinsziele, sammelt pulverisierte Proben und füllt sie in kleine Becher mit einer Chemikalie. Die Mischung wird erhitzt, bis sie flüchtig wird, und der entstehende Dampf wird analysiert, um die molekulare Zusammensetzung zu bestimmen. Ten Kate, die zwischen 2006 und 2011 am Bau von SAM-Teilen beteiligt war, bezeichnete den Moment als „spektakulär“, da sie direkt zur Hardware beigetragen habe, die die Entdeckung ermöglichte.

„Für mich ist es natürlich spektakulär, wenn man ein Instrument baut, um genau solche Dinge zu entdecken“, sagte Ten Kate.

Warum diese Entdeckung für die Suche nach Leben auf dem Mars wichtig ist

Das Vorhandensein organischer Moleküle auf dem Mars ist seit Jahren bekannt, doch die neuen Funde erweitern das Inventar erheblich. Die Entdeckung von Stickstoffheterocyclen ist besonders wichtig, da Stickstoff ein Schlüsselelement in allen bekannten biologischen Systemen ist. Die Suche nach außerirdischem Leben stützt sich stark auf die Identifizierung solcher Biomolekül-Bausteine.

Der Mars hatte günstige Bedingungen für Leben

Ten Kate merkte an, dass Wissenschaftler bereits wussten, dass der Mars einst pH-neutrales, relativ frisches und nicht zu salziges Wasser hatte – Bedingungen, die als günstig für die Entstehung von Leben gelten. Zusammen mit den neuen organischen Molekülen deuten die Belege darauf hin, dass die Marsumgebung chemisch für präbiotische Chemie geeignet war. Sie warnte jedoch, dass die Entdeckung nicht beweise, dass es jemals Leben gab.

„Die Bausteine waren da, aber man befindet sich noch in der sogenannten präbiotischen Phase, der Phase vor der Biologie“, erklärte Ten Kate. „Wir haben immer mehr Puzzleteile, aber sie werfen mehr Fragen auf als Antworten. Wenn alle Bausteine und Bedingungen für Leben vorhanden waren, warum ist es dann auf dem Mars nicht so passiert wie auf der Erde?“

Wie Curiositys Instrumente die Entdeckung ermöglichten

Das SAM-Instrument wurde speziell für den Nachweis organischer Verbindungen entwickelt. Es umfasst ein Quadrupol-Massenspektrometer, einen Gaschromatographen und ein durchstimmbares Laserspektrometer. Die Fortschritte in der Marsrover-Technologie die diese Analyse ermöglichten, waren hart erkämpft. Ten Kate erinnerte sich, dass das Team darum kämpfen musste, überhaupt einige Becher für Nasschemie-Experimente zu erhalten. Letztlich wurden nur zwei oder drei solcher Becher genehmigt, was jede Messung kostbar macht.

Curiosity ist seit über 13 Jahren auf dem Mars im Einsatz und hat seine ursprüngliche zweijährige Mission weit übertroffen. Diese Langlebigkeit hat es Wissenschaftlern ermöglicht, Daten von mehreren Standorten im Gale-Krater zu sammeln und ein vollständigeres Bild der geologischen und chemischen Geschichte des Planeten zu zeichnen.

Was bedeutet das für zukünftige Marsmissionen?

Die Entdeckung unterstreicht die Bedeutung der In-situ-Chemieanalyse auf anderen Planeten. Der Perseverance-Rover der NASA, der 2021 landete, sammelt derzeit Proben, die von einer zukünftigen Mission zur Erde zurückgebracht werden sollen. Die Mars Sample Return Mission soll diese Proben zur detaillierten Laboranalyse zurückbringen, was bestätigen könnte, ob einige der organischen Moleküle biologischen Ursprungs sind.

Fürs Erste liefern die Curiosity-Ergebnisse starke Belege dafür, dass der Mars die Rohstoffe für Leben hatte. Die Frage, warum dort offenbar kein Leben entstanden ist – oder falls doch, warum es keine Spuren hinterlassen hat – bleibt eines der faszinierendsten Rätsel der Planetenforschung.

Häufig gestellte Fragen

Was ist ein Stickstoffheterocyclus?

Ein Stickstoffheterocyclus ist ein ringförmiges Molekül aus Kohlenstoffatomen mit mindestens einem Stickstoffatom im Ring. Diese Strukturen sind fundamentale Bestandteile von DNA und RNA und daher wichtige Ziele bei der Suche nach präbiotischer Chemie.

Hat Curiosity direkte Beweise für Leben auf dem Mars gefunden?

Nein. Der Rover fand organische Moleküle, die Bausteine für Leben sind, aber nicht das Leben selbst. Wissenschaftler betonen, dass es sich um präbiotische Moleküle handelt, die vor jeglichen biologischen Prozessen existierten.

Wie viele organische Moleküle hat Curiosity insgesamt gefunden?

Mit der neuesten Entdeckung hat Curiosity nun mindestens 21 verschiedene organische Moleküle in Marsproben nachgewiesen, sieben davon sind neu gemeldet.

Könnten diese Moleküle von einer Kontamination von der Erde stammen?

Die NASA ergreift umfangreiche Vorsichtsmaßnahmen, um eine Kontamination des Mars mit irdischen Organismen zu vermeiden. Das SAM-Instrument enthält Blindproben und Kalibrierungsstandards, um marsianische Organika von eventuellen irdischen Verunreinigungen zu unterscheiden, die den Sterilisationsprozess überlebt haben könnten.

Was ist das SAM-Instrument?

Sample Analysis at Mars (SAM) ist eine Suite von drei Instrumenten auf dem Curiosity-Rover: einem Massenspektrometer, einem Gaschromatographen und einem durchstimmbaren Laserspektrometer. Es analysiert Gase aus der Atmosphäre und solche, die aus erhitzten Gesteins- und Bodenproben freigesetzt werden.

Quellen

Die Informationen für diesen Artikel stammen von BNR Nieuwsradio, den Seiten der NASA Mars Science Laboratory Mission und dem Wikipedia-Eintrag zur Sample Analysis at Mars Instrument Suite.